Forskare från Siberian Federal University har föreslagit sätt att förbättra tekniken för att odla olika grödor i hydroponiska vertikala gårdar. Programvara har utvecklats för att hjälpa till att utföra kontinuerlig övervakning av växtlivet i en stadsgård, samt ett neuralt nätverk som ansvarar för att upptäcka fröer och plantor av dålig kvalitet. Utvecklingen kommer avsevärt att minska kostnaderna för att skaffa mikrogrönt, aromatiska örter, sallad och grönsaker för både restaurangföretag och privata gårdar.
Flera program har utvecklats. En av dem är ansvarig för att upprätthålla parametrarna för den hydroponiska installationen som är bekväma för växter genom att justera salternas balans. Den andra övervakar surheten i lösningen som matar greenerna i växten. Allmän kontroll över frömaterialet utförs av ett "smart" neuralt nätverk - det upptäcker groddar av låg kvalitet som tas bort från installationen.
"Vårt neurala nätverk kan kontrollera växternas kvalitet – att spåra och kassera svaga och sjuka groddar för att minimera avvisandet av färdiga produkter. Hårdvaruimplementeringen av det neurala nätverket görs på ett chip, vilket påskyndar alla beräkningar flera gånger. Samma beräkningar på en dator skulle ta mer tid”, säger Anton Khantimirov, författare och mjukvaruutvecklare, universitetslektor vid Institutionen för datavetenskap vid SibFU, anställd på det tvärvetenskapliga stadsodlingslaboratoriet i Gastronomy R&D Park of SibFU.
Forskare hävdar att en sådan automatisering av processen avsevärt sparar tid för de anställda - det finns inget behov av att göra mätningar manuellt längre, programmen övervakar oberoende balansen mellan syror och salter och injicerar de saknade komponenterna från två förberedda lösningar i den hydroponiska installationen.
”Programmet mäter den elektriska ledningsförmågan hos lösningen som matar växterna och tillsätter salter av kalium, kväve etc. vid behov, vatten-saltbalansen övervakas på detta sätt. En speciell mikrokontroller startar vid behov pumpar som pumpar in salter eller försurar näringslösningen i installationen, fortsatte forskaren.
Nätverksövervakning är bra eftersom forskare kan spåra "välbefinnandet" på sina gröna avdelningar på långt avstånd. Till exempel, med hjälp av en speciell applikation installerad på en smartphone, får laboratoriepersonalen en rapport varje morgon med grafer som visar de grundläggande indikatorerna för fuktighet, surhet och belysning av växter. Du kan övervaka statusen för en hydroponisk gård hemifrån eller en affärsresa, och även när du är på resande fot. Demoversionen involverar endast övervakning, men om ett par månader kommer de anställda på SibFU stadsgård att kunna påverka indikatorerna för hydroponiska installationer på distans genom applikationen, detta kommer på ett tillförlitligt sätt skydda grödan från dödsfall i force majeure-situationer.
"Vi odlar framgångsrikt mikrogröt, aromatiska örter (olika basilikavarianter), flera sorters sallad. Men grönsakernas tur, först och främst – tomater. Det fina med urbana vertikala gårdar är att produkter, färska och med rätt balans av näringsämnen och vitaminer, nästan omedelbart, utan långa transporter och tillhörande logistikkostnader, går till restauranger och butiker, eller direkt till konsumenterna. Till exempel används grönsaker som odlats av oss på mindre än en timme efter att de samlats in i studentrestaurangen "Historia". Stories är både en gourmetrestaurang, som är öppen för alla gäster, och ett träningslaboratorium för studentprojekt vid Institute of Gastronomy vid Siberian Federal University. Dessutom fungerar restauranger i den största Krasnoyarsk med "Bellini" som konsumenter av våra produkter, säger Anton Khantimirov.
En installation för att odla grönsaker med hjälp av hydroponik är för närvarande involverad i ett annat experiment - SibFU-forskare använder speciella fosforer för att snabbt ändra belysningsegenskaper, vilket gör att du kan välja de optimala förhållandena för växter. Det är till exempel känt att blå belysning gör växter mer "stockiga", så att de inte kan sträcka sig överdrivet på höjden, och röd belysning hjälper till att mogna frukter.
En viktig fördel med hydroponiska installationer med mjukvara utvecklad på SibFU är deras låga kostnad, vilket gör dem mycket mer lönsamma än analoger tillgängliga för försäljning. Dessutom kan en sådan stadsgård nästan helt utrustas med inhemskt producerade delar tillverkade som en del av en importsubstitutionsstrategi.