Welkom bij
Moderne landbouw
!
"9,7 miljard mensen in 2050" - ja, we hebben hier al genoeg van gehoord. Dit blijft echter de drijvende factor achter talloze ontdekkingen en uitvindingen om de toekomst voor iedereen duurzaam te maken. In de agrovoedingssector herdefiniëren innovators de teelt en distributie van agroproducten om wereldwijd een grotere voedselveiligheid en een betere voedselzekerheid te garanderen. Momenteel is een van de baanbrekende innovaties in de gewasproductie "cyberlandbouw", een methode die is geïdentificeerd door onderzoekers van het Open Agriculture Initiative (OpenAg) van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) Media Lab.
Ook bekend als 'gecontroleerde milieulandbouw', verkent cyberlandbouw de wetenschappelijke studie van gewasgroei onder verschillende sets van groeiomstandigheden om planten met gewenste eigenschappen te produceren. Deze benadering omvat een combinatie van botanie, scheikunde en met name algoritmen voor machinaal leren. Het team van onderzoekers testte hun aanpak op basilicumplanten die werden bewaard in hydrocultuurcontainers in het magazijn van het MIT-Bates Laboratory. De door MIT ontwikkelde plantenbakken, genaamd 'Food Computer', zijn zo opgesteld dat temperatuur, licht, luchtvochtigheid en andere omgevingscondities nauwkeurig kunnen worden gereguleerd. Robotsystemen helpen bij het beheersen van de omgeving, terwijl het team de reactie van de plant op een specifieke stimulus nauwlettend in de gaten houdt. Deze opstelling zorgde voor een meer gecontroleerde en voorspelbare omgeving om de planten te beheren en te bewaken.
“Voor het grootste deel stelt de Food Computer-technologie ons in staat om het algoritme voor te programmeren, zodat de plantengroei redelijk zelfvoorzienend is. Alle Food Computers hebben voorgeprogrammeerde lichtomstandigheden en camera's die individueel toezicht houden op en beelden verzamelen van elke plant binnen het systeem. Het niveau van zelfvoorziening hangt echter echt af van het specifieke systeem - en daarom hebben we meestal een onderzoeker die de groei volgt."
— John de la Parra, onderzoeksleider van het Open Agriculture Initiative.
Voor het experiment varieerde het team de duur van licht en UV-blootstelling. Toen de basilicum eenmaal volgroeid was, maten de onderzoekers de vluchtige chemische verbindingen in de bladeren op hun concentratie met behulp van chemische analysemethoden zoals massaspectrometrie en gaschromatografie. De gegevens die uit de analyse werden verzameld, werden vervolgens ingevoerd in geavanceerde algoritmen voor machinaal leren om een aanzienlijk aantal mogelijke combinaties van licht- en UV-duur af te leiden, samen met sets van andere groeiomstandigheden, om de smaak van de basilicumplant te maximaliseren.
Afbeeldingscredits :Melanie Gonick / MIT
De uitkomst? Het vierentwintig uur per dag blootstellen van basilicumplanten aan licht resulteerde in de beste smaak. Wie had dit anders geweten, als digitale landbouw er niet was geweest? Opmerkelijk is dat de onderzoekers de smaak van de plant niet verbeterden door deze genetisch te modificeren, maar alleen door de groeiomstandigheden in de omgeving te optimaliseren om de chemische samenstelling te veranderen. Het succes van dit experiment maakt het voor andere onderzoekers en wetenschappers mogelijk om plant-omgevingsinteracties te begrijpen door de digitalisering van planteigenschappen.
Volgens Caleb Harper, de directeur van de OpenAg-groep en een hoofdonderzoeker in het Media Lab van MIT:"Ons doel is om open source-technologie te ontwerpen op het snijvlak van data-acquisitie, detectie en machine learning, en deze toe te passen op landbouwonderzoek op een manier die nog niet eerder is gedaan”. Zijn team experimenteert momenteel met kruiden om hun vermogen om ziekten bij de mens te bestrijden te verbeteren, waaronder bepaalde verbindingen in basilicum om de bloedsuikerspiegel onder controle te houden. Het team hoopt ook de groei van gewassen onder verschillende omstandigheden te bestuderen en gewasproducenten in staat te stellen zich aan te passen aan klimaatverandering.
Dergelijke doorbraken in de agrovoedingssector, hoewel experimenteel, bieden veel hoop voor de mensheid in het algemeen. Door alleen de omgevingscondities aan te passen om unieke plantkwaliteiten zoals smaak, vezelsterkte, voedingsstoffen, medische eigenschappen en klimaatbestendigheid te verbeteren, brengt cyberlandbouw inderdaad een revolutie teweeg in de manier waarop we boeren met behulp van gegevensbeveiliging en AI. Toegegeven dat deze benadering van landbouw geen invloed heeft op het milieu, moeten onderzoekers nog vaststellen of het nadelige effecten heeft op levende wezens. Tot die tijd kunnen cyberlandbouw en tal van andere innovaties die gebruik maken van technologische vooruitgang, agrovoedingsproducenten in staat stellen de uitdagingen aan te gaan die gepaard gaan met het produceren van voldoende voedsel, voer en vezels voor de extra twee miljard mensen die de aarde de komende drie decennia nog zullen bewonen .
Hoe helpt agrotechnologie bij het omgaan met de impact van klimaatverandering op de landbouw?
LEES MEER
