Вчені Сибірського федерального університету запропонували шляхи вдосконалення технології вирощування різних культур на гідропонних вертикальних фермах. Розроблено програмне забезпечення, яке допомагає здійснювати безперервний моніторинг життя рослин у міській фермі, а також нейронну мережу, що відповідає за виявлення неякісного насіння та розсади. Розробка значно здешевить отримання мікрозелені, ароматних трав, салату та овочів як для ресторанних холдингів, так і для приватних селянських господарств.
Розроблено декілька програм. Один з них відповідає за підтримку комфортних для рослин параметрів гідропонної установки шляхом регулювання балансу солей. Інший стежить за кислотністю розчину, що живить зелень у рослині. Загальний контроль за насіннєвим матеріалом здійснює «розумна» нейронна мережа – вона виявляє неякісні паростки, які знімаються з установки.
«Наша нейронна мережа здатна контролювати якість рослин – відстежувати та вибраковувати слабкі та хворі паростки, щоб мінімізувати бракування готової продукції. Апаратна реалізація нейронної мережі виконана на чіпі, що в кілька разів прискорює всі обчислення. Ті ж розрахунки на комп’ютері займуть більше часу», – розповів Антон Хантиміров, автор і розробник програмного забезпечення, старший викладач кафедри комп’ютерних наук СФУ, співробітник міждисциплінарної лабораторії сіті-фермерства Гастрономічного науково-технічного парку СФУ.
Вчені стверджують, що така автоматизація процесу істотно економить час співробітників – більше не потрібно робити вимірювання вручну, програми самостійно стежать за балансом кислот і солей, вводячи в гідропонну установку відсутні компоненти з двох готових розчинів.
«Програма вимірює електропровідність розчину, яким живлять рослини, і за потреби додає солі калію, азоту тощо, таким чином контролюється водно-сольовий баланс. Спеціальний мікроконтролер при необхідності запускає насоси, які закачують в установку солі або підкислюють живильний розчин», — продовжив учений.
Мережевий моніторинг хороший тим, що дослідники можуть відстежувати «благополуччя» своїх зелених підопічних на великій відстані. Наприклад, за допомогою спеціального додатку, встановленого на смартфоні, працівники лабораторії щоранку отримують звіт із графіками, які показують основні показники вологості, кислотності та освітленості рослин. Стежити за станом гідропонної ферми можна з дому чи відрядження, і навіть у дорозі. Демо-версія передбачає тільки моніторинг, але через пару місяців співробітники міського господарства СБФУ зможуть віддалено через додаток впливати на показники гідропонних установок, що надійно захистить урожай від загибелі в форс-мажорних ситуаціях.
«Ми успішно вирощуємо мікрозелень, ароматні трави (різні сорти базиліка), кілька сортів салату. Але на черзі овочі, в першу чергу – помідори. Принадність міських вертикальних ферм полягає в тому, що продукти, свіжі та з правильним балансом поживних речовин і вітамінів, майже одразу, без тривалого транспортування та супутніх витрат на логістику, надходять до ресторанів і магазинів або безпосередньо до споживачів. Наприклад, вирощена нами зелень після збору в студентському ресторані «Історія» використовується менш ніж за годину. Stories - це і ресторан для гурманів, відкритий для всіх гостей, і навчальна лабораторія студентських проектів Інституту гастрономії Сибірського федерального університету. Також споживачами нашої продукції виступають ресторани найбільшого красноярського холдингу «Белліні», — зазначив Антон Хантиміров.
Установка для вирощування овочів на гідропоніці зараз задіяна в іншому експерименті – вчені СІФУ використовують спеціальні люмінофори для швидкої зміни характеристик освітлення, що дозволяє підібрати оптимальні умови для рослин. Відомо, наприклад, що синє освітлення робить рослини більш «приземкими», не дозволяючи їм надмірно витягуватися у висоту, а червоне освітлення сприяє дозріванню плодів.
Важливою перевагою гідропонних установок з програмним забезпеченням, розробленим в СФУ, є їх низька вартість, що робить їх набагато вигідніше наявних у продажу аналогів. Крім того, таку міську ферму можна майже повністю укомплектувати запчастинами вітчизняного виробництва, виготовленими в рамках стратегії імпортозаміщення.