Проанализировав развитие сельского хозяйства (речь пойдет, прежде всего, о европейском опыте) можно выделить четыре основных направления, в которых следует ожидать появление новых технологий: сенсоры, питание, автоматизация и инжиниринг.
Сенсоры дают возможность собирать различные данные в сельском хозяйстве. Это может быть удаленный мониторинг состояния полей, животных, фермерских хозяйств.
В отношении пищи можно упомянуть появление «мяса из лаборатории» и исследования, связанные с генетически модифицированными организмами.
Автоматизация неминуемо появляется там, где выполняются большие объемы работ или неминуемы стереотипные действия. В статье «Топ-5 роботизированных систем в сельском хозяйстве» уже рассматривались системы, ускоряющие обработку почвы или уход за уже растущим урожаем.
Инжиниринг подразумевает использование любых новых технологий для повышения качества сельхоз продукции. Как одно из направлений можно упомянуть технологию модификации одноклеточных организмов, с целью получения дешевого топлива и других химических субстанций.
Для каждой технологии будут указаны даты «научной доступности» - то есть, когда технология была разработана (Н.Д.), мейнстрим (М.) – когда в нее инвестируют и «финансовой доступности» (Ф.Д.) когда она будет, доступна на Kickstarter.
Датчики почвы и воздуха. Фундаментальные дополнения к автоматизированной ферме, позволяют в режиме реального времени фиксировать направление ветра, состояние почвы или водоема.
НД: 2013г., М: и ФД: 2015 г.
Телеметрия оборудования. Должна «научить» различную технику заранее предупреждать о предстоящей поломке важных узлов и механизмов. Эта же технология должна использоваться техникой для поддержания и оптимизации работы «стаи роботов». В статье, находящейся здесь уже рассказано о работе «отряда» роботов сеялок.
НД в 2013 г., М в 2016 г., ФД в 2017г.
Биометрия скота. Сюда входят ошейники с GPS, RFID и биометрией, которые могут автоматически идентифицировать животных и передавать дополнительную информацию об их жизнедеятельности. Например, длина пройденного коровой за день пути позволяет точнее рассчитать ее рацион.
НД: 2017 году, М: и ФД: 2020г.
Сенсоры урожая. Для снижения расходов при использовании жидких удобрений датчики, определяющие количество микроэлементов, размещают прямо в почве. Техника, выполняющая внесение жидких удобрений в почву получает рекомендации прямо во время работы. Теоретически эта технология должна быть конкурентом картографирования территории.
БПЛА могут буквально на лету оценивать состояние зеленой массы на поле. По результатам полученных снимков можно находить зоны, нуждающиеся в дополнительном поливе, защите от паразитов, точечной уборке урожая.
НД: 2015 г., М: 2018 г., ФД: 2019 г.
Инфраструктурные датчики «здоровья». Должны отслеживать состояние любых строений. Выявляя локализацию колебаний стен фермы, цеха или моста они должны заблаговременно предупредить о необходимости ремонта. Подразумевается установка целой сети из подобных датчиков, с последующей передачей информации обслуживающему персоналу или роботам-ремонтникам.
НД: 2021г., М: 2025г., ФД: 2027г.
Генетически спроектированная пища. Создание совершенно новых видов пищевых животных и растений. Технология должна помочь лучше удовлетворять биологические и физиологические потребности. На данный момент работы в этом направлении только ведутся.
НД: 2016 г., М: 2021 г., ФД: 2022 г.
Мясо in vitro. Также известно как культивируемое мясо, это белковый продукт, который никогда не был частью реального животного. Несколько текущих исследовательских проектов выращивают in vitro мясо экспериментально, хотя мясо еще не производится для общественного потребления.
НД: 2017 г., М: 2024 г., ФД: 2027 г.
Контроль точности посева и передвижения. Основываясь на существующих геолокационных технологиях, контроль посева поможет сэкономить на семенах, минералах, удобрениях и гербицидах за счет сокращения зон повторного внесения. Предварительно учитывая форму поля и предполагаемую ширину обработки, можно снизить расходы всех материалов, особенно, если применяются технологии параллельного вождения.
НД: в 2013 г., М: 2014 г., ФД: 2016 г.
Селективное разведение с быстрыми итерациями. Это следующее поколение селективного разведения, где на основании текущего результата и специального алгоритма предлагаются улучшения для дальнейшей селекции растений.
НД: 2014 г., М и ФД: 2017 г.
Сельскохозяйственные роботы. Известны еще как агроботы, они используются для автоматизации сельскохозяйственных процессов, таких как сбор урожая, сбор фруктов, вспашка, поддержание почвы, прополка, посадка, орошение и т. д.
НД: 2018 г., М: 2020 г., ФД: 2021 г.
Точное земледелие. Управление сельским хозяйством, основанное на оценке изменений поля с помощью различных технологий. Благодаря спутниковым снимкам и усовершенствованным датчикам фермеры могут оптимизировать расходы при внесении удобрений, семян и гербицидов. Углубленное изучение факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур, геолокационных метеорологических данных и различных других датчиков должно позволить еще больше автоматизировать процессы принятия решений и обработки территории.
НД: 2019 г., М: 2023 г., ФД: 2024 г.
Роботизированные фермы. Гипотетическое сочетание десятков или сотен сельскохозяйственных роботов с тысячами микроскопических датчиков, которые вместе будут контролировать, прогнозировать, культивировать и извлекать урожай с земли практически без вмешательства человека. Экспериментальные реализации уже можно было видеть, например, в статье «Первый урожай роботов».
НД: 2023 г., М и ФД: 2026 г.
Закрытые экологические системы. Экосистемы, которые не полагаются на обмен веществ с внешней средой. Такие закрытые экосистемы теоретически должны превращать все отходы в кислород, пищу и воду. Подобные эксперименты уже проводятся в небольших масштабах, но существующие технологические ограничения не позволяют им масштабироваться.
НД: 2015 г., М: 2020 г., ФД: 2021 г.
Синтетическая биология. Синтетическая биология - это программирование микроорганизмов, с целью создания таких, которые обрабатывают информацию, манипулируют химическими веществами, производят материалы и структуры, производят энергию, пищу, поддерживают и укрепляют здоровье человека и наше окружение.
НД: 2013 г., М: 2023 г., ФД: 2024 г.
Вертикальное земледелие. Естественное расширение городского сельского хозяйства, вертикальные фермы будут культивировать растительную или животную жизнь в специализированных или смешанных небоскребах в городских условиях. Используя строения, подобные стеклянным домам, вертикальные фермы смогут активнее использовать естественный свет, будут использовать энергосберегающее освещение. Преимущества многочисленны, в том числе круглогодичное растениеводство, защита от погодных условий, поддержка автономии городских продуктовых программ и снижение транспортных издержек.
НД: 2023 г., М и ФД: 2027 г.
