Naukowcy z Syberyjskiego Uniwersytetu Federalnego zaproponowali sposoby ulepszenia technologii uprawy różnych roślin w hydroponicznych farmach pionowych. Powstało oprogramowanie pomagające w ciągłym monitorowaniu życia roślin w gospodarstwie miejskim, a także sieć neuronowa odpowiedzialna za wykrywanie nasion i sadzonek złej jakości. Inwestycja znacząco obniży koszty pozyskania mikrogreenów, aromatycznych ziół, sałaty i warzyw zarówno dla gospodarstw restauracyjnych, jak i gospodarstw indywidualnych.
Opracowano kilka programów. Jeden z nich odpowiada za utrzymanie komfortowych dla roślin parametrów instalacji hydroponicznej poprzez regulację bilansu soli. Drugi monitoruje kwasowość roztworu zasilającego zieleninę w roślinie. Ogólną kontrolę nad materiałem siewnym sprawuje „inteligentna” sieć neuronowa – wykrywa ona kiełki niskiej jakości, które są usuwane z instalacji.
„Nasza sieć neuronowa jest w stanie kontrolować jakość roślin – śledzić i usuwać słabe i chore kiełki, aby zminimalizować odrzucanie gotowych produktów. Implementacja sprzętowa sieci neuronowej odbywa się na chipie, co kilkukrotnie przyspiesza wszelkie obliczenia. Te same obliczenia na komputerze zajęłyby więcej czasu” – powiedział Anton Khantimirov, autor i programista, starszy wykładowca na Wydziale Informatyki w SibFU, pracownik interdyscyplinarnego laboratorium miejskiego Parku Badawczo-Rozwojowego Gastronomii SibFU.
Naukowcy przekonują, że taka automatyzacja procesu znacznie oszczędza czas pracowników – nie ma już potrzeby ręcznego wykonywania pomiarów, programy samodzielnie monitorują bilans kwasów i soli, wstrzykując brakujące składniki z dwóch przygotowanych roztworów do instalacji hydroponicznej.
„Program mierzy przewodność elektryczną roztworu, który zasila rośliny i dodaje sole potasu, azotu itp. W razie potrzeby monitoruje się w ten sposób równowagę wodno-solną. Specjalny mikrokontroler w razie potrzeby uruchamia pompy, które pompują sole lub zakwaszają pożywkę w instalacji” – kontynuował naukowiec.
Monitorowanie sieci jest dobre, ponieważ badacze mogą śledzić „dobrobyt” swoich zielonych podopiecznych z dużej odległości. Na przykład za pomocą specjalnej aplikacji zainstalowanej na smartfonie pracownicy laboratorium otrzymują codziennie rano raport z wykresami, które pokazują podstawowe wskaźniki wilgotności, kwasowości i oświetlenia roślin. Możesz monitorować stan farmy hydroponicznej z domu lub w podróży służbowej, a nawet w podróży. Wersja demonstracyjna obejmuje tylko monitorowanie, ale już za kilka miesięcy pracownicy miejskiej farmy SibFU będą mogli zdalnie wpływać za pośrednictwem aplikacji na wskaźniki instalacji hydroponicznych, co niezawodnie ochroni uprawy przed śmiercią w sytuacjach siły wyższej.
„Z powodzeniem uprawiamy mikrogreeny, aromatyczne zioła (różne odmiany bazylii), kilka odmian sałaty. Ale kolej na warzywa, przede wszystkim – pomidory. Piękno miejskich farm pionowych polega na tym, że produkty, świeże iz odpowiednią równowagą składników odżywczych i witamin, niemal natychmiast, bez długiego transportu i związanych z tym kosztów logistycznych, trafiają do restauracji i sklepów lub bezpośrednio do konsumentów. Na przykład wyhodowane przez nas zieleniny zużywają się w niecałą godzinę po ich zebraniu w studenckiej restauracji „Historia”. Stories to zarówno znakomita restauracja otwarta dla wszystkich gości, jak i laboratorium szkoleniowe dla projektów studenckich Instytutu Gastronomii Syberyjskiego Uniwersytetu Federalnego. Również restauracje największego krasnojarskiego holdingu „Bellini” są konsumentami naszych produktów” – powiedział Anton Chantimirow.
Instalacja do uprawy warzyw z wykorzystaniem hydroponiki jest obecnie zaangażowana w kolejny eksperyment – naukowcy SibFU wykorzystują specjalne luminofory do szybkiej zmiany charakterystyki oświetlenia, co pozwala dobrać optymalne warunki dla roślin. Wiadomo na przykład, że niebieskie oświetlenie sprawia, że rośliny są bardziej „krępe”, nie pozwalając im nadmiernie rozciągać się na wysokość, a czerwone światło pomaga dojrzewać owocom.
Ważną zaletą instalacji hydroponicznych z oprogramowaniem opracowanym w SibFU jest ich niski koszt, co czyni je znacznie bardziej opłacalnymi niż analogi dostępne w sprzedaży. Ponadto taka miejska farma może być prawie w całości wyposażona w części produkcji krajowej wykonane w ramach strategii substytucji importu.