Hoe het netwerkecosysteem de toekomst van de boerderij verandert

Slimme landbouw is de wetenschap en de kunst van het verbeteren van de landbouw met technologie. Innovaties in de landbouw zijn geenszins nieuw - sinds de uitvinding van het wiel en de ploeg heeft de industrie eeuwenlang nieuwe gereedschappen en manieren van werken aangenomen.

Nu we het tijdperk van de hightech-boerderij ingaan, komen er technologieën op die de manier waarop boeren elk aspect van de landbouw monitoren, beheren en bekijken, verstoren. Het verbouwen van voldoende voedsel om een ​​bevolking te voeden is nog nooit zo eenvoudig geweest en - naarmate de druk op hulpbronnen toeneemt - is het belangrijker dan ooit om te investeren in innovatieve technologieën die de last voor de industrie kunnen verlichten, zegt Shawn Chandler, voormalig voorzitter - IEEE Werkgroep Internet of Things Smart Cities.

De groei van verbinding en gegevensverzameling

In de traditionele landbouw op grote oppervlakten heeft er een revolutie plaatsgevonden in het gebruik van sleuteltechnologieën zoals communicatienetwerken en genetwerkte sensoren om de gewasomstandigheden en het milieu te bewaken. Met landbouwsensoren hebben boeren toegang tot realtime gegevens van meetinstrumenten op afstand die rapporteren over bodemvocht, temperatuur en pH.

Evenzo kunnen omgevingssensoren instraling (de hoeveelheid zon over een bepaald gebied), regenval, windsnelheid, luchttemperatuur en vochtigheid meten. Recentelijk zijn drones gebruikt om gewassen of ongedierte te onderzoeken en, wanneer ze zijn aangesloten op communicatienetwerken, in realtime toezicht te houden op en verslag uit te brengen over grote landbouwgronden. Uiteindelijk helpen al deze tools boeren om meer land te bewerken met minder fysieke aanwezigheid.

Nu budgetten en ruimte steeds beperkter worden, wenden meer boeren zich tot geautomatiseerde apparatuur. Met behulp van technologie kunnen ze gewassen planten, water geven, onderhouden en oogsten met de hoogste efficiëntie, wat helpt om het gebruik van land, hulpbronnen en tijd te verbeteren. Dit is vooral belangrijk als het gaat om planten en water geven. Met planten kan geautomatiseerd planten het gebruik van land optimaliseren en het grootste aantal planten voor een bepaald gebied zaaien.

Bij het besproeien hebben traditionele methoden voor oppervlaktewatering bekende inefficiënties als gevolg van irrigatie en verdamping, te veel water en de soorten sprinklers die worden gebruikt. Onderzoek toont aan dat nieuwere irrigatiemethoden het waterverbruik met maar liefst 50% kunnen verminderen en toch de gewasopbrengst kunnen behouden. Met indoor farming kunnen boeren ook nauwkeurig de led-verlichting en fotoperiode (de tijdsduur dat gewassen aan licht worden blootgesteld) regelen om de energiekosten te verlagen en de opbrengst te verhogen.

Ten slotte kunnen alle landbouwgebieden, met gegevens in de gereedschapskist van de moderne boer, profiteren van investeringen in gegevensanalyse. Door bestaande datasets te combineren met machine learning en intelligente systemen kunnen patronen worden ontdekt en waarschuwingen of meldingen worden verzonden. Dit alles kan bijdragen aan een steeds beter geïnformeerde en betere besluitvorming voor de boer.

Nieuwe technologieën, nieuwe uitdagingen

Hoewel deze nieuwe technologieën voor de moderne boer voor de hand liggende keuzes lijken, zijn ze niet zonder hun eigen uitdagingen. Voor elke methode van gegevensverzameling op afstand is een communicatienetwerk vereist om gegevens van meerdere sensoren of andere apparaten zoals geautomatiseerde apparatuur of drones in het veld te integreren.

Een dergelijk netwerk betekent netwerkvoorziening door derden of aanschaf en onderhoud van een particulier netwerk. Hoewel de nieuwste privénetwerken de beste mogelijkheden hebben voor gegevensdoorvoer en communicatie met duizenden apparaten kunnen beheren, kunnen de vereisten voor kosten en technologische ondersteuning onbetaalbaar zijn.

Bovendien is gegevensopslag ook een kwestie die zorgvuldige afweging en geavanceerde planning vereist. Veel sensoren variëren in hoeveel en hoe vaak ze gegevens verzamelen. Ten slotte zijn sensoren er in vele vormen en met verschillende mogelijkheden.

Complexe sensoren met veel functies en meetmogelijkheden zullen meer kosten en zullen ook kortere prestatieperioden hebben voordat aandacht nodig is voor het vervangen van de batterij. Bovendien hebben complexe sensoren de neiging om grotere datapakketten te communiceren, wat een betere netwerkdoorvoer, minder sensoren of getimede communicatieplanning van tevoren betekent.

Slimme bedrijfsmodellen gebruiken vaak software om de vraag- en aanboddruk van de onderneming te beheren. In de landbouw kan het hele proces van boer tot bord met software worden beheerd en met sensoren worden gecontroleerd, waardoor de totale kosten worden verlaagd, de algehele opbrengst en kwaliteit van het aanbod worden verbeterd en de distributielogistiek wordt verbeterd.

Het gebruik van dergelijke software vereist echter technische vaardigheden en training. Tegelijkertijd moeten degenen die de gegevens beoordelen ook weten wanneer een gewas water moet worden gegeven, of wat de minimale bodemvochtigheid is. Als zodanig moet voor succesvolle slimme landbouw de kennis van landbouw en technologie holistisch worden beschouwd om succes te garanderen.

In de smart farm komen technologieën zoals sensoren, netwerken en data samen om de hele industrie te verbeteren, van zaaien tot oogsten en daarna. Naarmate technologie de boerderij verandert, zullen ook de boeren veranderen, waardoor akkers en gewassen op afstand kunnen worden gevolgd, en data-analyses om hun aanwezigheid effectief over grote stukken land te verspreiden en hun aandacht te leiden naar waar ze het meest nodig zijn. Met hogere eisen aan boeren dan ooit, creëren deze technologieën in combinatie met managementsoftware een virtueel ecosysteem waarin hulpbronnen en het geproduceerde voedsel tijdens het hele landbouwproces efficiënter worden beheerd.

De auteur is Shawn Chandler, verleden stoel – IEEE Internet of Things Smart Cities-werkgroep