Vedci zo Sibírskej federálnej univerzity navrhli spôsoby, ako zlepšiť technológiu pestovania rôznych plodín na hydroponických vertikálnych farmách. Softvér bol vyvinutý, aby pomohol vykonávať nepretržité monitorovanie života rastlín na mestskej farme, ako aj neurónovú sieť zodpovednú za zisťovanie nekvalitných semien a sadeníc. Vývoj výrazne zníži náklady na získavanie microgreens, aromatických bylín, šalátu a zeleniny pre reštauračné podniky aj súkromné farmy.
Bolo vyvinutých niekoľko programov. Jeden z nich je zodpovedný za udržiavanie parametrov hydroponickej inštalácie, ktoré sú pohodlné pre rastliny, úpravou rovnováhy solí. Druhý monitoruje kyslosť roztoku kŕmiaceho zeleň v rastline. Všeobecnú kontrolu nad materiálom semien vykonáva „inteligentná“ neurónová sieť – deteguje nekvalitné klíčky, ktoré sú odstránené zo zariadenia.
„Naša neurónová sieť je schopná kontrolovať kvalitu rastlín – sledovať a vyhadzovať slabé a choré klíčky, aby sa minimalizovalo odmietanie hotových produktov. Hardvérová implementácia neurónovej siete je vyrobená na čipe, čo niekoľkonásobne zrýchľuje všetky výpočty. Rovnaké výpočty na počítači by si vyžiadali viac času,“ povedal Anton Chantimirov, autor a vývojár softvéru, docent na Katedre počítačovej vedy SibFU, zamestnanec interdisciplinárneho laboratória mestského poľnohospodárstva v Gastronomy R&D Park SibFU.
Vedci argumentujú, že takáto automatizácia procesu výrazne šetrí čas zamestnancom – už nie je potrebné vykonávať merania manuálne, programy samostatne monitorujú rovnováhu kyselín a solí a do hydroponickej inštalácie vstrekujú chýbajúce komponenty z dvoch pripravených roztokov.
„Program meria elektrickú vodivosť roztoku, ktorý vyživuje rastliny a v prípade potreby pridáva soli draslíka, dusíka atď., týmto spôsobom sa sleduje rovnováha voda-soľ. Špeciálny mikrokontrolér v prípade potreby spustí čerpadlá, ktoré čerpajú soli alebo okysľujú živný roztok v inštalácii, “pokračoval vedec.
Monitorovanie siete je dobré, pretože výskumníci môžu sledovať „blahobyt“ svojich zelených oddelení na veľkú vzdialenosť. Napríklad pomocou špeciálnej aplikácie nainštalovanej v smartfóne dostanú pracovníci laboratória každé ráno správu s grafmi, ktoré zobrazujú základné ukazovatele vlhkosti, kyslosti a osvetlenia rastlín. Stav hydroponickej farmy môžete sledovať z domu alebo zo služobnej cesty a dokonca aj na cestách. Demo verzia zahŕňa iba monitorovanie, ale o pár mesiacov budú môcť zamestnanci mestskej farmy SibFU na diaľku ovplyvňovať ukazovatele hydroponických zariadení prostredníctvom aplikácie, čo spoľahlivo ochráni plodinu pred smrťou v situáciách vyššej moci.
„Úspešne pestujeme microgreens, aromatické bylinky (rôzne odrody bazalky), niekoľko odrôd šalátu. Ale v prvom rade je na rade zelenina – paradajky. Krása mestských vertikálnych fariem spočíva v tom, že produkty, čerstvé a so správnou rovnováhou živín a vitamínov, takmer okamžite, bez zdĺhavej prepravy a s tým spojených nákladov na logistiku, putujú do reštaurácií a obchodov alebo priamo k spotrebiteľom. Napríklad nami vypestovaná zelenina sa spotrebuje za menej ako hodinu po tom, čo bola zozbieraná v študentskej reštaurácii „História“. Stories je jednak gurmánska reštaurácia, ktorá je otvorená pre všetkých hostí, jednak školiace laboratórium pre študentské projekty Inštitútu gastronómie Sibírskej federálnej univerzity. Aj reštaurácie najväčšieho krasnojarského holdingu „Bellini“ vystupujú ako spotrebitelia našich produktov,“ povedal Anton Chantimirov.
Zariadenie na pestovanie zeleniny pomocou hydroponie je v súčasnosti súčasťou ďalšieho experimentu – vedci zo SibFU používajú špeciálne fosfory na rýchlu zmenu svetelných charakteristík, čo umožňuje zvoliť optimálne podmienky pre rastliny. Je napríklad známe, že modré osvetlenie spôsobuje, že rastliny sú „podsaditejšie“, čo im neumožňuje príliš sa naťahovať do výšky, a červené osvetlenie pomáha dozrievať ovocie.
Dôležitou výhodou hydroponických inštalácií so softvérom vyvinutým v SibFU je ich nízka cena, vďaka čomu sú oveľa výnosnejšie ako analógy dostupné na predaj. Okrem toho môže byť takáto mestská farma takmer celá vybavená domácimi dielmi vyrobenými v rámci stratégie nahrádzania dovozu.