Agricultura inteligentă durabilă cu senzor de umiditate a solului biodegradabil

Resursele tot mai limitate de pământ și apă au stimulat dezvoltarea agriculturii de precizie, care utilizează tehnologia de teledetecție pentru a monitoriza datele de mediu din aer și sol în timp real pentru a ajuta la optimizarea randamentelor culturilor.Maximizarea durabilității unor astfel de tehnologii este esențială pentru gestionarea adecvată a mediului și reducerea costurilor.
Acum, într-un studiu publicat recent în jurnalul Advanced Sustainable Systems, cercetătorii de la Universitatea Osaka au dezvoltat o tehnologie wireless de detectare a umidității solului, care este în mare parte biodegradabilă.Această activitate este o etapă importantă în abordarea blocajelor tehnice rămase în agricultura de precizie, cum ar fi eliminarea în siguranță a echipamentelor cu senzori uzate.
Pe măsură ce populația globală continuă să crească, optimizarea randamentelor agricole și minimizarea utilizării terenurilor și apei este esențială.Agricultura de precizie își propune să abordeze aceste nevoi conflictuale prin utilizarea rețelelor de senzori pentru a colecta informații de mediu, astfel încât resursele să poată fi alocate în mod corespunzător terenurilor agricole atunci când și unde sunt necesare.
Dronele și sateliții pot colecta o mulțime de informații, dar nu sunt ideale pentru determinarea umidității solului și a nivelurilor de umiditate.Pentru colectarea optimă a datelor, dispozitivele de măsurare a umidității trebuie instalate pe sol la o densitate mare.Dacă senzorul nu este biodegradabil, acesta trebuie colectat la sfârșitul duratei sale de viață, ceea ce poate fi laborios și nepractic.Obținerea funcționalității electronice și a biodegradabilității într-o singură tehnologie este scopul lucrării curente.
„Sistemul nostru include mai mulți senzori, o sursă de alimentare fără fir și o cameră de imagine termică pentru a colecta și transmite date de detectare și locație”, explică Takaaki Kasuga, autorul principal al studiului.„Componentele din sol sunt în cea mai mare parte ecologice și constau din nanohârtie.substrat, acoperire de protecție cu ceară naturală, încălzitor de carbon și fir conductor de staniu.”
Tehnologia se bazează pe faptul că eficiența transferului de energie fără fir către senzor corespunde temperaturii încălzitorului senzorului și umidității solului din jur.De exemplu, la optimizarea poziției și unghiului senzorului pe un sol neted, creșterea umidității solului de la 5% la 30% reduce eficiența transmisiei de la ~46% la ~3%.Camera de termoviziune captează apoi imagini ale zonei pentru a colecta simultan umiditatea solului și datele despre locația senzorului.La sfârșitul sezonului de recoltare, senzorii pot fi îngropați în sol pentru a se biodegrada.
„Am fotografiat cu succes zone cu umiditate insuficientă a solului folosind 12 senzori într-un câmp demonstrativ de 0,4 x 0,6 metri”, a spus Kasuga.„Ca urmare, sistemul nostru poate face față densității ridicate de senzori necesare pentru agricultura de precizie.”
Această activitate are potențialul de a optimiza agricultura de precizie într-o lume din ce în ce mai limitată de resurse.Maximizarea eficacității tehnologiei cercetătorilor în condiții neideale, cum ar fi plasarea slabă a senzorilor și unghiurile de pantă pe soluri grosiere și poate alți indicatori ai mediului solului dincolo de nivelurile de umiditate ale solului, ar putea duce la utilizarea pe scară largă a tehnologiei de către sectorul agricol global. comunitate.