В последние годы для снижения человеческого участия в сельском хозяйстве разрабатываются автономные роботизированные системы, которые объединяют искусственный интеллект и технологии для выращивания растений. Эти модули способны решать сложные задачи и обеспечивать стабильный рост сортовых культур в неблагоприятных условиях. Ученые Пермского Политеха создали умный роботизированный тепличный комплекс, который минимизирует контакт растений с окружающей средой и производит удобрения на основе вторичных ресурсов. Система, оснащенная постоянным мониторингом и автоматическим питанием сельскохозяйственных культур, позволит сократить количество вредных стоков и сэкономить на удобрениях, обеспечивая замкнутый цикл выращивания.
Статья с полными результатами опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология» в 2024 году. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Современные агрокомплексы являются высокотехнологичными системами, обладающими значительной степенью автоматизации и роботизации. Они также должны стремиться к безотходным методам в растениеводстве и животноводстве, достигая, в идеале, замкнутых циклов в сельском хозяйстве.
На сегодняшний день агропромышленные стоки в основном утилизируются, что является экономически невыгодным. Ученые Пермского Политеха ранее нашли способ переработки этих стоков в азотно-фосфорное удобрение. На основе этой технологии была разработана умная тепличная система для выращивания растений, которая может самостоятельно производить удобрения и автоматически их использовать для подкормки растений.
Для получения питательного раствора применяется реактор, в котором агростоки во время химической реакции преобразуются в комплексное магнийаммонийфосфатное удобрение, известное как струвит. Затем это удобрение в виде суспензии дозировано подается к корням растений с помощью системы управления.
– Необходимость внесения струвита к корням растений и определение области, куда его следует подвести, основывается на анализе цвета, формы и характерных особенностей листьев, зафиксированных видеокамерой. Камера формирует оперативный сигнал, который передается на управляющее устройство. Функция распознавания сельскохозяйственной ситуации позволяет избежать избыточного внесения удобрений, что способствует их экономии, – поясняет доцент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук Андрей Старостин.
Специалисты в области политехники подчеркивают, что в агропромышленности питательный раствор обычно вносится в растения через заранее установленные интервалы времени, без учета индивидуальных особенностей их роста. Однако разработка ученых позволяет более бережно подходить к процессу выращивания культур, используя технологии машинного зрения для выявления недостатка определенных веществ в растениях.
Оформление устройства как автономного тепличного комплекса дает возможность без проблем выращивать сельскохозяйственные культуры в зонах с рискованным земледелием, где частые изменения погодных и климатических условий оказывают негативное влияние на урожай.
Разработанный учеными ПНИПУ комплекс может оказаться полезным как для культивирования растений в трудных условиях, так и для переработки агростоков с минимальным воздействием на окружающую среду. Функционал устройства способствует рациональному использованию удобрений и эффективному поддержанию здорового роста растений.
По материалам пресс-службы ПНИПУ.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.