Передовые производители, исследователи и мечтатели сходятся в одном: овощеводство через 20 лет будет сильно отличаться от сегодняшнего.
Изменения, скорее всего, произойдут не только из-за роботов, достижений в генетике растений, использования Интернета вещей – или любой другой отдельной дисциплины – но и из-за того, где эти вторжения пересекутся позже в будущем, сказал Дэвид С. Слотер, профессор биологической и сельскохозяйственной инженерии в Университете. Калифорнийский университет в Дэвисе и поборник инициативы «Умная ферма».
«В целом в будущем мы увидим возможности, которые принесут различные технологии, как с точки зрения биотехнологии, так и с точки зрения искусственного интеллекта и робототехники», — сказал Слотер. «Ряд технологий собираются объединиться».
Насаждение
Где и как производители сажают растения, может кардинально измениться в ближайшие 20 лет.
Футурист и стратегический советник Дэниел Буррус заявил, что изменение климата может сделать сельское хозяйство с контролируемой средой более благоприятным для производителей.
«Думайте об этом как о погодном хаосе», — сказал он. «Производители не любят погодный хаос, и вы можете добиться невероятной стабильности в помещении».
«Место, где мы выращиваем овощи, изменится», — сказал футурист и писатель Джек Улдрич. Листовую зелень уже выращивают в городских фермах.
По его словам, вероятно, произойдут и другие сдвиги из-за изменения климата.
«Кукурузный пояс уже движется на север – перемещаясь из Айовы в Миннесоту – и через 50 лет он может оказаться в Канаде».
Линн Тризна управляет органической фермой Института Родейла Святого Луки, предприятием, работающим по принципу «от фермы до больницы», расположенным на 11.5 акрах земли в восточной Пенсильвании. Она видела, насколько сильно погода может меняться из года в год, и как важно, чтобы производители были устойчивыми и могли меняться вместе с климатом. Для нее это означает инвестирование в почву с помощью «интенсивных покровных культур» и испытаний почвы.
«У нас есть определенный план того, что мы хотели бы сделать, но у нас также есть варианты того, что, если это произойдет, или что, если это произойдет», — сказала она.
Исключительно здоровая почва придает ферме гибкость и долговечность.
«Мы не будем жертвовать здоровьем почвы ради производства, потому что это не поможет нам в долгосрочной перспективе», — сказала она.
Посадочная техника также изменится.
«Мы полагаем, что технология посадки будет иметь две роли», — сказал Слотер. Первая задача — правильно и дешево посадить семена на нужную глубину и правильным способом. Вторая роль будет немного менее ощутимой: создание базы данных о растениях в поле.
«Вы получите широту и долготу каждого растения», — сказал он.
Эти данные станут основой для точного земледелия на протяжении всего сезона, поскольку производители используют данные для отслеживания не только проблемных мест на своих полях, но даже отдельных растений – продвинутой формы точного земледелия, которая уже началась в наши дни.
Разведка и зондирование
Разведка и датчики важны в точном земледелии, поскольку они собирают данные о растениях и позволяют производителям точно настраивать методы выращивания.
Дроны начинают использовать для разведки, и Слотер видит в них применение в будущем.
«В коммерческом масштабе можно увидеть применение воздушной платформы», — сказал он. Но он сказал, что есть некоторые вещи, которые невозможно увидеть или почувствовать на высоте 300–350 футов.
Слотер сказал, что была проделана некоторая работа по прикреплению датчиков непосредственно к растениям, а не к почвенным зондам, которые используются сейчас. Датчики будут передавать информацию обратно в офис фермы, где можно будет принимать решения об орошении поблочно, порядно или даже, в конечном итоге, по каждому растению – в зависимости от настроек фермы. вверх.
«Когда экономика и все остальные элементы встанут на свои места, которые позволят этому случиться, я не совсем уверен», - сказал он. «Но я думаю, что одна из концепций фермы будущего заключается в том, чтобы одновременно увеличить пространственное и временное разрешение ухода, добавив гораздо больше автоматизации, передовых методов машинного обучения и методов, основанных на знаниях, чтобы лучше принимать более важные решения. и в более широком смысле».
Ульдрих пошел на шаг дальше, чем дроны. По его словам, спутники могут сыграть большую роль в разведке на овощных фермах будущего.
Возможность приземлять и повторно использовать ракеты, недавно доказанная ведущим специалистом в области технологий Илоном Маском, похоже, указывает на то, что запуск спутников в будущем станет дешевле.
Буррус сказал, что через 20 лет датчики почвы могут быть не только «умными» и объединенными в сеть с другими устройствами, но и биоразлагаемыми благодаря достижениям в области биокомпьютеров.
Это трудно представить в эпоху, когда почти каждое устройство, подключенное к Интернету, сделано из кремния, кусочков проволоки и металла.
«Существуют новые и более мощные способы вычислений», — сказал Буррус. «Когда вы смотрите в будущее, вам не хочется использовать зеркало заднего вида. Ты хочешь использовать лобовое стекло».
Забота
Данные датчиков будут информировать о том, как ухаживают за каждым растением: от борьбы с вредителями до гербицидов и даже орошения.
Автоматизированная технология ухода за растениями даст производителям возможность дозировать определенное количество питательных веществ и воды, а также установить контроль над вредителями и болезнями.
«Мы сможем адаптировать это», — сказал Слотер.
По его словам, Калифорнийский университет в Дэвисе начал работу над автономным опрыскивателем Yamaha с системой GPS-навигации.
Другой проект Калифорнийского университета в Дэвисе был сосредоточен на распылении пестицидов с помощью беспилотных летательных аппаратов.
Некоторые аппликаторы с переменной нормой внесения, такие как Blue River Technology, приобретенная John Deere в 2017 году, уже фигурировали в заголовках газет – это оборудование, которое несколько наших источников отметили как опередившее свое время.
На вопрос, будут ли фермеры вообще выходить на свои поля, Буррус ответил собственным риторическим вопросом: лишит ли искусственный интеллект нас всех работы?
Ответ — нет, — сказал он. Мы не все потеряем работу, и производители по-прежнему будут выходить на свои поля. При этом они просто станут более образованными в использовании технологий.
«Даже с высокими технологиями нам нравится чувствовать, что происходит», — сказал Буррус. «Мы смотрим на вещи другими глазами, чем ИИ; мы смотрим на вещи другими глазами, чем дроны. Нам нужны оба».
Он сказал, что будущее искусственного интеллекта (ИИ) — это «симбиотическое мышление», когда люди взаимодействуют с машинами, чтобы получить лучшее из обоих миров.
Исследования даже меняют способ выращивания органических продуктов. Институт Родейла, в котором работает Тризна, занимается развитием органического движения не только посредством пропаганды, но и исследований. Один из недавних экспериментов показал, что оставление полос среды обитания для полезных насекомых (естественный биологический контроль) эффективно в борьбе с полосатым огуречным жуком (Acalymma vittatum).
Сбор урожая
Умные механические комбайны начали появляться для сбора различных специальных культур, включая клубнику и яблоки.
«Я думаю, что это уже здесь, сегодня, и если люди не могут понять, как это изменит отрасль через 20 лет, я не думаю, что они обращают на это внимание», — сказал Ульдрих.
Слотер согласился.
«Вы определенно увидите переход к этим киберфизическим системам», — сказал он. Но, повторюсь, это произойдет не только за счет технологических достижений. Более вероятно, что робот будет работать с человеком-менеджером или другим «биологическим партнером». А программы селекции растений будут направлены на создание культур, которые роботам будет легче собирать.
«Стебли клубники будут длиннее; виноград будет висеть дальше от растения», — сказал он.
Как это реализуется в отрасли – и как это принимается различными производителями – неясно.
Тризна сказала, что, хотя у многих органических фермеров есть базовое механическое оборудование для уборки урожая, эта технология не всегда хорошо работает в различных условиях.
«Зависимость от оборудования — часть нашей продовольственной системы», — сказала она. «Необходимо провести работу, чтобы сделать это оборудование доступным и иметь возможность работать в различных средах.
«Я думаю, что следующие 20 лет будут действительно важны для нашей продовольственной системы и для каждого фермера», — сказала она. «Я надеюсь, что почвенные технологии будут реализованы таким образом, чтобы принести пользу фермерам, а не корпорациям», - сказала она.
Поиск места
Слотер использовал пример из истории, чтобы проиллюстрировать, как различные технологии могут объединиться и изменить отрасль. Два десятилетия исследований нового сорта томата, который бы созревал в одно и то же время и хорошо отделялся от растения, а также еще десять лет исследований механического комбайна подготовили производителей к завершению трудовой программы Брасеро в 1964 году.
«Успехи — это когда мы можем применить междисциплинарный подход», — сказал он.
Компания «Тризна», производитель органической продукции, выразила обеспокоенность тем, что органические производители и экологические проблемы не останутся в стороне от будущих исследований.
«Я надеюсь, что в ближайшие 20 лет люди действительно будут более внимательно присматриваться к органике и проводить исследования в области органики, причем не только исследования продуктов, но и исследования почвы», — сказала Тризна.
Буррус считает, что будущее принесет «продолжительный рост органики», а также «новое определение того, какой будет органическая культура».
«Постарайтесь поучиться у более крупных операторов», — сказал он. «Попробуйте сделать что-то из того, что они делают».
Ульдрих сказал, что производителям не следует бояться будущего.
«Я не хочу, чтобы кто-то думал, что будущее овощной отрасли будет контролироваться одним или двумя глобальными конгломератами, которые могут позволить себе роботизированную технологию, данные и все это», — сказал он.
Потребители, скорее всего, по-прежнему будут ценить продукты высокого качества, выращенные на месте.
«Я думаю, что люди захотят покупать продукты, выращенные их друзьями и соседями», — сказал Ульдрих.