Scienziati dell'Università Federale Siberiana hanno proposto modi per migliorare la tecnologia di coltivazione di varie colture nelle fattorie verticali idroponiche. Il software è stato sviluppato per aiutare a eseguire il monitoraggio continuo della vita delle piante in una fattoria cittadina, nonché una rete neurale responsabile del rilevamento di semi e piantine di scarsa qualità. Lo sviluppo ridurrà in modo significativo il costo di ottenimento di microgreens, erbe aromatiche, lattuga e verdure sia per le aziende di ristorazione che per le aziende agricole private.
Sono stati sviluppati diversi programmi. Uno di loro è responsabile del mantenimento dei parametri dell'impianto idroponico che sono confortevoli per le piante regolando l'equilibrio dei sali. L'altro monitora l'acidità della soluzione che alimenta i verdi nella pianta. Il controllo generale sul materiale del seme viene effettuato da una rete neurale "intelligente": rileva i germogli di bassa qualità che vengono rimossi dall'impianto.
“La nostra rete neurale è in grado di controllare la qualità delle piante, di tracciare e scartare i germogli deboli e malati al fine di ridurre al minimo il rifiuto dei prodotti finiti. L'implementazione hardware della rete neurale viene eseguita su un chip, che accelera più volte tutti i calcoli. Gli stessi calcoli su un computer richiederebbero più tempo ", ha affermato Anton Khantimirov, autore e sviluppatore di software, docente senior presso il Dipartimento di informatica presso SibFU, un impiegato del laboratorio interdisciplinare di agricoltura cittadina del Parco di ricerca e sviluppo gastronomico di SibFU.
Gli scienziati sostengono che tale automazione del processo fa risparmiare molto tempo ai dipendenti: non è più necessario effettuare manualmente le misurazioni, i programmi monitorano in modo indipendente l'equilibrio di acidi e sali, iniettando i componenti mancanti da due soluzioni preparate nell'impianto idroponico.
“Il programma misura la conducibilità elettrica della soluzione che alimenta le piante e aggiunge, se necessario, sali di potassio, azoto, ecc., in questo modo viene monitorato il bilancio salino dell'acqua. Uno speciale microcontrollore, se necessario, avvia le pompe che pompano sali o acidificano la soluzione nutritiva nell'impianto ", ha continuato lo scienziato.
Il monitoraggio della rete è utile perché i ricercatori possono monitorare il "benessere" dei loro reparti verdi a grande distanza. Ad esempio, con l'aiuto di un'applicazione speciale installata su uno smartphone, il personale del laboratorio riceve ogni mattina un report con grafici che mostrano gli indicatori fondamentali di umidità, acidità e illuminazione delle piante. Puoi monitorare lo stato di una fattoria idroponica da casa o da un viaggio di lavoro e anche mentre sei in viaggio. La versione demo prevede solo il monitoraggio, ma tra un paio di mesi i dipendenti della fattoria cittadina SibFU potranno influenzare da remoto gli indicatori delle installazioni idroponiche tramite l'applicazione, questo proteggerà in modo affidabile il raccolto dalla morte in situazioni di forza maggiore.
“Coltiviamo con successo microgreens, erbe aromatiche (varie varietà di basilico), diverse varietà di lattuga. Ma è il turno delle verdure, prima di tutto i pomodori. Il bello delle fattorie verticali urbane è che i prodotti, freschi e con il giusto equilibrio di nutrienti e vitamine, quasi immediatamente, senza lunghi trasporti e costi logistici associati, arrivano a ristoranti e negozi, o direttamente ai consumatori. Ad esempio, le verdure coltivate da noi vengono utilizzate in meno di un'ora dopo essere state raccolte nel ristorante per studenti "Storia". Stories è sia un ristorante gourmet, aperto a tutti gli ospiti, sia un laboratorio di formazione per i progetti degli studenti dell'Istituto di Gastronomia dell'Università Federale Siberiana. Inoltre, i ristoranti della più grande azienda di Krasnoyarsk "Bellini" fungono da consumatori dei nostri prodotti", ha affermato Anton Khantimirov.
Un'installazione per la coltivazione di ortaggi utilizzando l'idroponica è attualmente coinvolta in un altro esperimento: gli scienziati SibFU utilizzano speciali fosfori per modificare rapidamente le caratteristiche di illuminazione, il che consente di scegliere le condizioni ottimali per le piante. È noto, ad esempio, che l'illuminazione blu rende le piante più "tozze", non permettendo loro di allungarsi eccessivamente in altezza, e l'illuminazione rossa aiuta a maturare i frutti.
Un importante vantaggio delle installazioni idroponiche con software sviluppato presso SibFU è il loro basso costo, che le rende molto più redditizie degli analoghi disponibili per la vendita. Inoltre, una fattoria cittadina di questo tipo può essere quasi interamente equipaggiata con parti di produzione nazionale realizzate nell'ambito di una strategia di sostituzione delle importazioni.