Amaethyddiaeth glyfar gynaliadwy gyda Synhwyrydd Lleithder Pridd Bioddiraddadwy

Mae adnoddau tir a dŵr cyfyngedig yn gynyddol wedi ysgogi datblygiad amaethyddiaeth fanwl gywir, sy'n defnyddio technoleg synhwyro o bell i fonitro data amgylcheddol aer a phridd mewn amser real i helpu i wneud y gorau o gynnyrch cnydau.Mae gwneud y mwyaf o gynaliadwyedd technolegau o'r fath yn hanfodol i reoli'r amgylchedd yn iawn a lleihau costau.
Nawr, mewn astudiaeth a gyhoeddwyd yn ddiweddar yn y cyfnodolyn Advanced Sustainable Systems, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Osaka wedi datblygu technoleg synhwyro lleithder pridd diwifr sy'n fioddiraddadwy i raddau helaeth.Mae'r gwaith hwn yn garreg filltir bwysig wrth fynd i'r afael â thagfeydd technegol sy'n weddill mewn amaethyddiaeth fanwl, megis cael gwared ar offer synhwyrydd ail-law yn ddiogel.
Wrth i boblogaeth y byd barhau i dyfu, mae optimeiddio cynnyrch amaethyddol a lleihau defnydd tir a dŵr yn hanfodol.Nod amaethyddiaeth fanwl yw mynd i'r afael â'r anghenion gwrthgyferbyniol hyn trwy ddefnyddio rhwydweithiau synhwyrydd i gasglu gwybodaeth amgylcheddol fel y gellir dyrannu adnoddau'n briodol i dir fferm pan a lle mae eu hangen.
Gall dronau a lloerennau gasglu cyfoeth o wybodaeth, ond nid ydynt yn ddelfrydol ar gyfer pennu lefelau lleithder a lleithder pridd.Ar gyfer casglu data gorau posibl, dylid gosod dyfeisiau mesur lleithder ar lawr gwlad ar ddwysedd uchel.Os nad yw'r synhwyrydd yn fioddiraddadwy, rhaid ei gasglu ar ddiwedd ei oes, a all fod yn llafurddwys ac yn anymarferol.Cyflawni ymarferoldeb electronig a bioddiraddadwyedd mewn un dechnoleg yw nod y gwaith presennol.
“Mae ein system yn cynnwys synwyryddion lluosog, cyflenwad pŵer diwifr, a chamera delweddu thermol i gasglu a throsglwyddo data synhwyro a lleoliad,” esboniodd Takaaki Kasuga, prif awdur yr astudiaeth.“Mae'r cydrannau yn y pridd yn gyfeillgar i'r amgylchedd yn bennaf ac yn cynnwys nano-bapur.swbstrad, cotio amddiffynnol cwyr naturiol, gwresogydd carbon a gwifren dargludydd tun.”
Mae'r dechnoleg yn seiliedig ar y ffaith bod effeithlonrwydd trosglwyddo ynni diwifr i'r synhwyrydd yn cyfateb i dymheredd y gwresogydd synhwyrydd a lleithder y pridd o'i amgylch.Er enghraifft, wrth optimeiddio safle synhwyrydd ac ongl ar bridd llyfn, mae cynyddu lleithder y pridd o 5% i 30% yn lleihau effeithlonrwydd trosglwyddo o ~46% i ~3%.Yna mae'r camera delweddu thermol yn dal delweddau o'r ardal i gasglu lleithder pridd a data lleoliad synhwyrydd ar yr un pryd.Ar ddiwedd y tymor cynhaeaf, gellir claddu'r synwyryddion yn y pridd i fioddiraddio.
“Fe wnaethon ni ddelweddu’n llwyddiannus ardaloedd lle nad oedd digon o leithder pridd gan ddefnyddio 12 synhwyrydd mewn maes arddangos 0.4 x 0.6 metr,” meddai Kasuga.“O ganlyniad, gall ein system drin y dwysedd synhwyrydd uchel sydd ei angen ar gyfer amaethyddiaeth fanwl.”
Mae gan y gwaith hwn y potensial i wneud y gorau o amaethyddiaeth fanwl gywir mewn byd lle mae adnoddau’n cyfyngu fwyfwy.Gallai gwneud y mwyaf o effeithiolrwydd technoleg yr ymchwilwyr o dan amodau nad ydynt yn ddelfrydol, megis lleoliad synhwyrydd gwael ac onglau llethr ar briddoedd bras ac efallai dangosyddion eraill o amgylchedd y pridd y tu hwnt i lefelau lleithder y pridd, arwain at ddefnydd eang o'r dechnoleg gan y diwydiant amaethyddol byd-eang. cymuned.