Rolnictwo i Internet



Rolnictwo i Internet

Internet zrewolucjonizował i przekształcił rolnictwo w XXI wieku ze względu na szybki rozwój dostępu do informacji i jej wykorzystania. Rolnicy i farmerzy na całym świecie polegają na połączeniach internetowych i jego aplikacjach do zarządzania różnymi aspektami swojej działalności w zakresie produkcji rolnej, w tym poziomów nakładów (nasion i paszy), cen towarów i rynków, wydajności sprzętu (systemy nawadniające), optymalnych czasów sadzenia i zbiorów ( teledetekcja) i cogodzinne aktualizacje pogody (rolnicze stacje meteorologiczne). Takie działania pozwalają im minimalizować koszty, maksymalizować zyski oraz konkurować lokalnie i globalnie o kupujących i konsumentów, którzy coraz bardziej chcą wiedzieć, gdzie i jak produkowana jest ich żywność. Nabywcy i konsumenci rolni również korzystają z witryn i aplikacji internetowych do celów edukacyjnych i podejmowania decyzji o zakupie. Rolnictwo przemysłowe opiera się na technologiach skoncentrowanych na danych i Internecie. W tym wpisie najpierw omówiono, w jaki sposób Internet i powiązane technologie zmieniły praktyki rolnicze i agrobiznes. Następnie analizuje rozwój inteligentnego rolnictwa, wpływ internetu na rynki i sprzedaż oraz wykorzystanie Internetu do komunikacji o rolnictwie. Wreszcie omawia trendy i przewidywane zmiany w rolnictwie. Ponieważ Internet rozwija się jako globalny interfejs obecny w prawie wszystkich dziedzinach życia, żaden sektor gospodarczy nie pozostaje niezmieniony. Rolnictwo nie jest wyjątkiem. Programy i aplikacje, które początkowo były niejasne, stały się powszechne, a sprzęt przewodowy i modemy telefoniczne zostały zastąpione bezprzewodowymi urządzeniami przenośnymi działającymi w czasie rzeczywistym, które umożliwiają rolnictwo precyzyjne (PA) lub inteligentne rolnictwo. Ponieważ ciągniki i kombajny żniwne w krajach rozwiniętych, takich jak Niemcy i Stany Zjednoczone, używają GPS, zdjęć satelitarnych i map systemu informacji geograficznej, rolnicy mogą przesyłać dane do swoich maszyn, aby wysiewać nasiona, nawadniać uprawy, stosować nawozy i zbierać plony z ich kukurydzy; znajdują się one jednocześnie w pierwotnym sektorze wydobywczym i sektorze opartym na wiedzy, zbudowanym na umiejętnościach i informacjach. Zdumiewająca ilość kodu jest niezbędna do wielu obliczeń pokładowych wykonywanych w procesach rolniczych, takich jak dodawanie lub odejmowanie nasion do sadzarki lub aplikatora nawozów i herbicydów, nakazanie ciągnikowi ruchu w lewo lub w prawo w przypadku prostych rzędów, pomiar wilgotności ziarna oraz przesyłanie lub pobieranie danych do chmury lub telefonu komórkowego lub innego urządzenia pamięci masowej. Działania związane z hodowlą mogą obejmować podobne praktyki z indywidualną identyfikacją elektroniczną lub biometrycznymi kolczykami usznymi, detektorami ruchu i płodności oraz podobnymi urządzeniami, które mogą rejestrować cechy i zachowania zwierząt, które dostarczają danych zarówno hodowcom, rolnikom, jak i kupującym. Niektóre gospodarstwa rolne nie korzystają z narzędzi internetowych ze względu na koszty, brak dostępu lub bariery kulturowe, jak może to mieć miejsce w przypadku gospodarstw menonickich lub amiszów oraz w krajach rozwijających się.

Agrobiznes

Kraje rozwinięte zazwyczaj wspierają duże społeczności agrobiznesu, w których rolnicy i farmerzy mogą inwestować w łączenie i wykorzystywanie możliwości Internetu w ich działalności w celu poprawy jakości produktów i zwiększenia zwrotu z inwestycji. Agrobiznes, termin ukuty w 1957 roku przez Johna Davisa i Raya Goldberga z Uniwersytetu Harvarda w celu opisania rolnictwa przemysłowego lub komercyjnego, koncentruje się na produkcji monokulturowej, niskim nakładzie pracy ludzkiej, wysokim stopniu mechanizacji i sprzedaży na rynku globalnym. Dodatkowymi czynnikami są duży wybór konsumentów i brak niedoboru żywności. Produkcja jednoprodukcyjna i praca ludzka mogą być najmniej opartymi na Internecie elementami agrobiznesu. Zmniejszyła się konieczność zatrudniania dodatkowej sezonowej lub migrującej siły roboczej do zbioru ogórków lub jazdy konnej i dostarczania bydła na rynek. Zamiast tego zmechanizowani i zrobotyzowani zbieracze mogą wykonywać pracę szybciej i wydajniej. Drony, małe bezzałogowe statki powietrzne i satelity mogą sprawdzać gotowość upraw polowych, a helikoptery z jednym pilotem mogą zaganiać bydło z pastwisk do zagród w celu transportu do rzeźni i rzeźni. Pracownicy fizyczni są nadal potrzebni na różnych etapach łańcucha produkcji żywności, ale ogólnie potrzeba mniej pracowników niż w przeszłości. Krytyczną rolą optymalnego zarządzania rolnictwem jest rosnące zapotrzebowanie na wykwalifikowanych technicznie pracowników rolniczych, posiadających umiejętności w zakresie oprogramowania i wiedzy o danych. Dane i informacje przesyłane i pobierane z Internetu napędzają proces podejmowania decyzji w rolnictwie na każdą skalę. Międzynarodowe i ponadnarodowe korporacje, takie jak ConAgra, Tyson, Cargill, ChemChina, Syngenta, BayerAG i Monsanto opracowują, testują i sprzedają szeroką gamę produktów i usług rolniczych, które są specjalnie opracowane w celu zaspokojenia potrzeb żywieniowych, klimatycznych i rolniczych. Specjalizacjami mogą być korporacyjne spółki zależne nastawione na monoprodukcję, zarówno do upraw rzędowych, jak i do produkcji pojedynczych zwierząt, w oparciu o wcześniejsze wyniki produktów i wymagania rynkowe. Intensywnie korzystają z Internetu, aby kontaktować się z producentami, kupującymi i konsumentami na całym świecie w sprawie ich produktów rolnych i usług. Główne światowe korporacje sprzętowe, takie jak John Deere (które poprzez swoją spółkę zależną opracowały system nawigacji opartej na GPS dla ciągników na początku XXI wieku), Vermeer, AGCO (Fendt), Valmont, Claas i CHN Global (New Holland) poszukują linii produktów do ciągników , kombajny i pakiety dla rolnictwa precyzyjnego, takie jak stacje pogodowe lub sondy wilgotności gleby, które są projektowane, testowane i sprzedawane na całym świecie. Prawie wszystkie linie są zaawansowane technologicznie i połączone z GPS i Internetem. PA, precyzyjna hodowla zwierząt (PLF) i rolnictwo zintegrowane opierają się na mechanizacji, aby osiągnąć cele zarządzania gospodarstwami w opłacalny i przyjazny dla środowiska sposób, wykrywając płaskowyże produktywności i budując historyczne poziomy odniesienia. Technologie mogą pomóc w podejmowaniu decyzji w rolnictwie, pomagając w identyfikacji rodzajów gleby, wydajności nasion i paszy, plonów i zapotrzebowania na wodę. Linia produktów New Holland obejmuje (a) wyświetlacze; b) zarządzanie danymi i oprogramowanie; c) naprowadzanie i sterowanie; d) roztwory do zbioru; (e) odbiorniki, modemy i kontrolery; (f) częstotliwość i kontrola sekcji; g) zarządzanie danymi i telematyka; oraz h) źródła korekty. Można je stosować do planowania, siewu i sadzenia, opryskiwania i rozprowadzania, zbioru, drenażu i niwelacji terenu.

Inteligentne rolnictwo

PA powstał po części jako odpowiedź na poważne zmiany w technologii rolniczej, które miały miejsce w latach osiemdziesiątych. PA łączy technologię i higogeomorfologię, skrzyżowanie atrybutów wzrostu upraw, topologię, geomorfologię i hydrologię. Te i inne czynniki można monitorować i mapować na skalę polową i rolniczą za pomocą GPS, globalnego systemu nawigacji satelitarnej i innych narzędzi, które z kolei umożliwiają ukierunkowaną obserwację, stosowanie i podejmowanie decyzji. Innymi słowy, zebrane dane przyczyniają się do systemu wspomagania decyzji, który przynosi korzyści uprawom, szerszemu środowisku ekologicznemu i rozszerzonej zrównoważoności. Czteroetapowy proces zbierania danych PA- (1), (2) zmienność pola, (3) reakcja strategiczna i (4) wdrażanie - zależy od nowych technologii informacyjno-komunikacyjnych, które z kolei są uzależnione od Internetu. Podobną podstawą dla PLF jest technologia, dzięki której zwierzęta mogą być indywidualnie monitorowane w mleczarniach i innych miejscach pod kątem kulawizny, chorób, reprodukcji i innych warunków, które mają wpływ na rozwój zwierząt. Te technologie mogą być połączone z Internetem w celu zarządzania. Rolnictwo zintegrowane ewoluowało od strategii zintegrowanej ochrony przed szkodnikami opracowanej w latach pięćdziesiątych XX wieku do jej obecnej iteracji, która łączy nowoczesne technologie i Internet z tradycyjnymi praktykami. Różni się skalą od PA i PLF, zwykle występuje w mniejszych przedsięwzięciach rolniczych i jest ściślej powiązany z ideami zrównoważonego rozwoju, które obejmują czynniki ekonomiczne i społeczne oraz ochronę środowiska. Wspólnym celem wszystkich z nich jest rentowność. Większość systemów PA ogranicza się do wybranych pól lub lokalizacji, co oznacza, że cała aplikacja na farmie nie jest jeszcze w pełni rozwinięta. Inteligentne metody i technologie rolne, wykorzystywane głównie na gruntach ornych, ale coraz częściej w przypadku zwierząt gospodarskich, rozprzestrzeniają się z Ameryki Północnej do Europy, Ameryki Łacińskiej (w szczególności Brazylii), Australii i innych krajów wraz z udoskonaleniami, zwiększeniem dostępu oraz poprawą szkolenia i adopcji. Różne podmioty promują inteligentne rolnictwo i jego technologie, a także zapewniają zasoby internetowe i lokalne. Dostarczają informacji na temat produktywności, zrównoważonego rozwoju, odporności, odpowiedzialnego zaopatrzenia, energii, regionów globalnych i technologii. Przykłady obejmują Park Rolniczo-Technologiczny Uniwersytetu Cornell, Otwarte na śniadanie Kellogga, Klimatyczno-inteligentne rolnictwo, Granular Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa oraz EU-PLF Unii Europejskiej (UE). W 2016 r. stan Kansas pilotował trzy farmy wykorzystujące technologię wodną, starając się zmniejszyć zużycie wody w rolnictwie; są to w pełni zautomatyzowane przedsięwzięcia PA; Dane w czasie rzeczywistym są przesyłane do witryny internetowej, która zawiera raporty dotyczące zużycia wody, poziomu wód gruntowych i wilgotności gleby. Te projekty nie byłyby możliwe bez internetu. Wyposażone w satelity i kamery pakiety do monitorowania upraw za pomocą dronów z eleaf, Astrium-Geoimage, Geo-Sys, Gamaya i Cropio zapewniają wskaźniki wegetacji upraw zarówno dla pola, jak i upraw przez cały sezon wegetacyjny. Terra Bella, którą Alphabet, spółka macierzysta Google, sprzedała Planet Labs na początku 2017 r., Wykorzystuje obrazy satelitarne o wysokiej rozdzielczości, w tym zdjęcia upraw, ułatwiając przejście rolnictwa do świata dużych zbiorów danych. Wszystkie te zasoby są zależne od Internetu, ponieważ przedstawiają globalną i lokalną perspektywę, uczą najlepszych praktyk zarządzania, dostarczają dokumenty, ułatwiają zamawianie sprzętu i odpowiadają na wiele innych potrzeb, które mogą być dostępne tylko online.

Rynki i sprzedaż

Rolnicy i farmerzy wykorzystują Internet do informowania o swoich decyzjach dotyczących sprzedaży i zakupu, gdy uczestniczą w rozwijającym się rynku e-commerce. Ponadto narzędzia techniczne i mechaniczne traktorów wyposażonych w GPS, technologia zmiennej prędkości, monitory w czasie rzeczywistym, obrazy satelitarne i wiele innych pozwalają rolnikom i hodowcom na dostarczanie wysokiej jakości produktów, które mają paszport lub łańcuch wartości. Paszport lub łańcuch wartości można zastosować na poziomie terenu lub z pojedynczym zwierzęciem i można je wykorzystać na przykład do wykazania zgodności z politykami federalnymi. Zawiera dokumentację dotyczącą decyzji i kroków podjętych na podstawie tego, jak uprawiano roślinę rzędową, kiedy i jak otrzymywała wodę, czy nawozy i pestycydy które zostały wykorzystane, a także inne środki do jego produkcji. W przypadku zwierząt gospodarskich można to osiągnąć za pomocą elektronicznej identyfikacji lub biometrycznego kolczyka usznego (z wykorzystaniem technologii RFID [identyfikacja radiowa] lub UHF [ultra-wysoka częstotliwość]), która może obejmować linię krwi zwierzęcia, wagę urodzeniową, mieszankę paszową, szczepienia i inne zajęcia. Niezależnie od tego, czy chodzi o identyfikację biometryczną, elektroniczną, czy identyfikację stada, kolczyki w uszach pomagają producentom rolnym w zarządzaniu stadem i indywidualnym rozwoju poprzez numer identyfikacyjny zwierząt. Kody kreskowe można skanować podczas szczepień i innych procedur, dokumentując łańcuch wartości zwierzęcia. Dla tych, którzy poszukują ekologicznych, niezmodyfikowanych genetycznie alternatyw lub zrównoważonych praktyk rolniczych, dane są nieocenione i można je wykorzystać w programach certyfikacji. Aglomeracja korporacyjna Silicon Prairie (głównie Wielkie Równiny Stanów Zjednoczonych i wybrane stany środkowo-zachodnie), obejmująca korytarz zdrowia zwierząt w Kansas City (między Manhattanem w Kansas i St. Louis w stanie Missouri), stanowiła 56% światowego zdrowia zwierząt, diagnostyki oraz sprzedaż karmy dla zwierząt domowych w 2014 r. Narzędzia łańcucha wartości, które są wdrażane z najlepszymi praktykami zarządzania i na potrzeby najlepszych praktyk zarządzania, łączą producentów z większymi globalnymi rynkami towarowymi, a także lokalnymi, a narzędzia te są zależne od Internetu w zakresie danych, wymiany informacji i opcji marketingowych. Rynki towarowe i związane z nimi działania są ściśle monitorowane za pomocą Internetu. Światowe rynki towarowe zwracają uwagę na rynki amerykańskie, które są powiązane z dotacjami, łańcuchami żywnościowymi i kapitałem wysokiego ryzyka poprzez wymianę informacji przez Internet. Eksport produktów rolnych z USA stanowi na ogół 20% całej żywności będącej przedmiotem handlu międzynarodowego; ich wartość w 2014 roku wyniosła 151 mld USD. Rynki i giełdy towarowe działają w wielu skalach i opierają się na handlu produktami i kontraktach. Produkty rolne (towary miękkie) i surowce (towary twarde) są normą. Kontrakty terminowe (produkt dostarczany w późniejszym terminie) są powszechne i służą do ustalania cen dla dostawców i nabywców. Wahania na rynku są spowodowane popytem, podażą i nieprzewidzianymi wydarzeniami, takimi jak katastrofalne zjawiska pogodowe, które mogą wpływać na ceny. Dotacje rządowe to ceny minimalne lub kontrole cen, które określają cenę minimalną dla produktów takich jak mleko, boczek wieprzowy, sorgo lub miód. Mogą sztucznie zawyżać lub obniżać ceny w globalnej gospodarce kapitalistycznej. Stany Zjednoczone i inne kraje wykorzystują dotacje, aby wspierać stabilność gospodarczą i pomagać rolnikom i farmerom w utrzymaniu rentowności rolnictwa. Nowa Zelandia jest jedynym rozwiniętym krajem, który nie ma krajowych subsydiów dla rolnictwa. Międzynarodowe korporacje, takie jak ConAgra, które są zainteresowane kontrolowaniem całego łańcucha żywnościowego, od nasion do sklepu spożywczego, są zainteresowane łańcuchami wartości i rynkami, inwestując znaczne zasoby w celu zapewnienia wydajności i zdrowszych finansów korporacyjnych. Czołowe światowe firmy spożywcze kontrolują światową żywność, a ich polityka korporacyjna ma ogromny wpływ na dietę ludzi, metody produkcji, sprzedaż produktów rolnych i podejmowanie decyzji przez rolników. Firmy te obejmują Associated British Foods (Wielka Brytania), Group Danone (Francja), General Mills and Mars (Stany Zjednoczone), Nestlé (Szwajcaria), Unilever (Wielka Brytania / Holandia) i JBS (Brazylia). Inwestorzy wysokiego ryzyka mogą obserwować rynki towarowe i inne, aby zidentyfikować nisze inwestycyjne dla innowacji rolniczych, takich jak sprzedaż żywności online, robotyka lub PA. Internet jest kluczowym ogniwem w rolniczych łańcuchach wartości. Zarząd giełd handlowych i kupieckich w miastach, w tym w Chicago, Minneapolis, Nowym Jorku, Tokio, Nairobi, Zurychu i Frankfurcie, śledzi dane rynkowe w czasie rzeczywistym. Powiadamiają partnerów, kupujących i sprzedających za pośrednictwem swoich witryn internetowych i innych narzędzi komunikacji internetowej, takich jak aplikacje do telefonów komórkowych i kalkulatory rynkowe, dostarczając wszystkim zainteresowanym stronom informacje i dane, które pomagają w najlepszych praktykach zarządzania, sprzedaży i pozytywnych zwrotach. Te rynki towarowe i związane z nimi interakcje nie byłyby tak wydajne ani opłacalne bez Internetu. Utrzymywanie, znajdowanie i śledzenie rynków wymaga od rolników, kupujących i sprzedawców zwracania szczególnej uwagi na ceny towarów, pogodę, programy, fuzje przedsiębiorstw i inne powiązane działania. Dążenia te można osiągnąć szybko i niedrogo dzięki Internetowi, mocniej osadzając go w rolnictwie

Komunikacja rolnicza i media

Media społecznościowe i Internet stanowią platformę dla osób fizycznych, agencji i organizacji do odkrywania i wymiany pomysłów na temat rolnictwa oraz jego powiązań gospodarczych i środowiskowych. Agronomi, biura rolnicze, bankierzy, sąsiedzi, uniwersytety, państwa, organizacje międzynarodowe (np. Światowy Program Żywnościowy ONZ) i organizacje pozarządowe - wszyscy oni wykorzystują media społecznościowe przez Internet. Wiele uniwersytetów oferuje określone programy, które koncentrują się na komunikacji i dziennikarstwie rolniczym (np. University of Oklahoma, Purdue University, University of Georgia). Podobnie jak w przypadku każdej specjalizacji w zakresie komunikacji, ważne jest wykorzystanie zasobów Internetu do przekazywania treści i informacji. Informacje o rolnictwie są przekazywane za pośrednictwem aplikacji i platform medialnych, takich jak Twitter, Facebook, YouTube i chiński komunikator mobilny WeChat oraz witryna mikroblogowa Sina Weibo; podcasty; blogi; oraz czytniki RSS, takie jak Feedly, które udostępniają użytkownikom aktualizacje witryn internetowych. Harvest Public Media, współpraca sprawozdawcza między publicznymi stacjami radiowymi w środkowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych, obejmuje tematy związane z rolnictwem, w tym żywność, paliwo, zdrowie, politykę i imigrację w artykułach telewizyjnych oraz w artykułach internetowych, postach na blogach i filmach. Producenci rolni mogą oglądać filmy na YouTube o konfiguracji oprogramowania i sprzętu, testach terenowych i adaptacjach na miejscu, przesłuchaniach politycznych i opiniach. Grupa ETC, kanadyjski think tank, zwraca szczególną uwagę na agrobiznes i technologie rolnicze oraz ich wpływ na kraje rozwijające się, udostępniając swoje wnioski na swojej stronie internetowej, Facebooku, Twitterze i blogach. Korzysta z zasobów Internetu, aby poszerzyć swoją publiczność i program. Czasopisma branżowe, takie jak CropLife, używają Twittera i Facebooka oraz sugerują inne konta na Twitterze, które sprytnie praktykujący rolnicy powinni śledzić, na przykład Danielle Nierenberg (@DaniNierenberg), która pisze na Twitterze o zrównoważonym rozwoju; Fundacja AgChat (@agchat), która dzieli się punktami widzenia i pomysłami; American Society of Agronomy, Crop Science Society of America i Soil Science Society of America (@ASA_CSSA_ SSSA) na temat agronomicznej gleby uprawnej; i Farmers Edge (@farmers_edge), aby uzyskać informacje na temat PA. Farms.com umożliwia odwiedzającym i użytkownikom wyszukiwanie aplikacji na telefony komórkowe, od biznesu i technologii po hodowlę i pogodę. Seametrics, firma zajmująca się technologią wodomierzy, oferuje listę najpopularniejszych blogów do naśladowania, takich jak Small Farm Central, skupiających się na marketingu i handlu elektronicznym oraz Blog Think Forward Instytutu ds. Rolnictwa i Polityki Handlowej; Silos Społeczny, zapoczątkowany przez dziennikarzy rolniczych do dyskursu rolników i nierolników oraz AgWired dla agrobiznesu. UE używa @Eu_Agri jako swojego konta na Twitterze, a praktycznie każda firma rolnicza, organizacja, oddział, biuro lub dział na wszystkich skalach korzysta z zakresu Internetu, zasobów i mediów społecznościowych w takiej czy innej formie. Mogą przeprowadzać duże kampanie, technologie, sprzęt, programy badawczo-rozwojowe oraz możliwości finansowania i edukacji za pośrednictwem platform mediów społecznościowych, które w innym przypadku dotarłyby do znacznie mniejszej populacji i byłyby droższe bez Internetu. Prawie wszystkie aplikacje i wiele programów ma ograniczoną dostępność poza krajami rozwiniętymi, co podkreśla potrzebę większego dostępu do Internetu w rozwijających się regionach i stanach. Niezależnie od tego, czy chodzi o sektor rządowy, czy prywatny, technologia internetowa jest rozległa, rozprzestrzenia się poza granice sektora gospodarczego, wpływa na skalę geograficzną i wykracza poza tradycyjne użycie. W krajach rozwijających się i na obszarach wiejskich telecentra i telefonia komórkowa (komórkowa) poszerzają możliwości gospodarcze i zachęcają do dzielenia się najlepszymi praktykami, a potrzeba rośnie wraz ze wzrostem stabilności bezpieczeństwa żywnościowego pośród rosnącej liczby ludności na świecie, która ma osiągnąć 9,6 miliarda do 2050 roku. Współcześni producenci rolni nie tylko wykorzystują technologię na swoich polach i na ranczach, ale także korzystają z Internetu, aby być na bieżąco z aktualnymi trendami, produktami i zmianami w przepisach oraz łączyć z producentami, organizacjami i przedsiębiorstwami, których rynkiem są producenci rolni. Witryna Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych dostarcza konsumentom informacji na temat polityki i przepisów rządowych, możliwości edukacyjnych, opcji finansowania, praktyk zarządzania, warsztatów, filmów online, dokumentów, danych historycznych i wielu innych zasobów. Departament obejmuje 17 agencji, a jego obszary zainteresowania obejmują żywienie, rozwój obszarów wiejskich, telekomunikację oraz import i eksport.

Agencje rolne innych krajów, takie jak Ministerstwo Przemysłu Podstawowego Nowej Zelandii, Królewskie Towarzystwo Rolnicze Australii i Ministerstwo Rolnictwa Francji, również wykorzystują Internet do rozpowszechniania informacji. Francja zajmuje drugie miejsce jako eksporter produktów rolnych po Stanach Zjednoczonych i jest największym producentem w UE, co daje wiarygodność rozpowszechnianiu inteligentnego rolnictwa w krajach rozwiniętych i zależność krajów rozwiniętych od technologii i Internetu. Zarówno Stany Zjednoczone, jak i Francja są zależne od Internetu, aby pozycjonować się na światowych rynkach. Poszczególne stany w USA mają agencje rolnicze, które prowadzą programy podobne do tych na szczeblu federalnym, a także wykorzystują strony internetowe do rozpowszechniania informacji i oferowania usług. Frenchman Valley Co-op w Nebrasce, Farmers Rice Cooperative of California i Rockbridge Farmers Co-op w Wirginii to lokalne spółdzielnie, które oferują ranczerom i rolnikom paliwo, żywność i inne usługi rolnicze oraz wykorzystują podobne funkcje strony internetowej. Dzisiejsi rolnicy i farmerzy mogą uzyskać dostęp do niezbędnych danych i informacji z telefonu komórkowego, tabletu lub innego urządzenia elektronicznego. Amerykańskie organizacje, takie jak National Corn Growers Association, National Cattlemen's Beef Association, National Sunflower Association i wiele innych, dostarczają informacje swoim członkom online, podobnie jak inne podmioty regionalne i lokalne. Grupy non-profit, takie jak Niemieckie Towarzystwo Rolnicze, Australijskie Międzynarodowe Centrum Bezpieczeństwa Żywności, Oxfam International, Międzynarodowe Towarzystwo Precyzji Rolnictwa i Grupa Konsultacyjna ds. Międzynarodowych Badań Rolniczych wykorzystują Internet do prowadzenia działań informacyjnych i projektów. Członkostwo w organizacjach branżowych może być kluczem do skutecznego zarządzania. Niektóre organizacje i przedsiębiorstwa są bardziej zorientowane na politykę lub nastawione na zysk niż inne, ale niezależnie od ich misji, wszystkie wykorzystują Internet do łączenia się z producentami rolnymi i użytkownikami. Rolnicy lub farmerzy, którzy są członkami określonej organizacji lub subskrybują usługę informacyjną, mogą mieć dostęp do informacji, których inni nie mają, tworząc w ten sposób potencjalną lukę w wiedzy. Pod wieloma względami mówi się, że Internet przełamuje bariery i dostarcza informacji ogromnej liczbie obywateli, ale zastrzeżone informacje, dane i technologia mogą prowadzić do ograniczonego dostępu i potencjalnie mniejszej produktywności rolnictwa, ponieważ przedsiębiorstwa zewnętrzne poszukują przewagi konkurencyjnej w kapitalistycznej gospodarka światowa.

Trendy w rolnictwie i internet rzeczy

Skłonność do innowacji technologicznych w rolnictwie i jego zależność od oprogramowania i Internetu sugeruje przejście w kierunku Internetu rzeczy (IoT), w którym sprzęt, maszyny i dane są połączone i kontrolują funkcje i reakcje innych maszyn, sprzętu i raporty bez bezpośredniego udziału człowieka. Można powiedzieć, że technologia rolnicza zmierza w kierunku "Internetu żywności", biorąc pod uwagę wyrafinowane systemy, które obecnie istnieją i potencjał ich integracji, na przykład irygatory z centralnym obrotem, sondy wilgotności gleby i znormalizowany różnicowy wskaźnik wegetacji. Te trzy systemy mogą określać, kiedy włączyć lub wyłączyć nawadnianie i ile wody dodać do uprawy na podstawie jej znormalizowanego wskaźnika wegetacji różnicy i wyników wilgotności gleby. Praktyki takie jak te mogą pozwolić na większą wydajność i ochronę zasobów, ale mogą nie uwzględniać zobowiązań umownych rolnika dotyczących czasu i sposobu przechowywania danych oraz podejmowania decyzji. Prawa własności, umowy z gospodarstwami rolnymi i ranczami oraz wyniki produkcji można uznać za informacje prywatne i należy je wziąć pod uwagę, gdy rolnictwo staje się bardziej zorientowane technicznie wraz z ewolucją Internetu Rzeczy. Postęp technologiczny w ciągnikach oznacza, że certyfikowani technicy mogą być potrzebni do sprawdzania problemów i dokonywania napraw za pośrednictwem połączeń internetowych lub na miejscu, co sprawia, że producenci rolni polegają na innych źródłach, co raz powszechne każdego dnia umiejętności. Drukarki trójwymiarowe (3D) znajdą również zastosowanie w rolnictwie, jako wygodny sposób wymiany i naprawy części mechanicznych. Ponieważ rolnictwo staje się bardziej zautomatyzowane dzięki autonomicznym ciągnikom, opryskiwaczom, robotom, dronom i małym bezzałogowym statkom powietrznym, fizyczna obecność siły roboczej ulega erozji w wybranych okresach, a podejmowanie decyzji w rolnictwie przez człowieka może odbywać się na plaży nad oceanem lub na alpejskim stoku narciarskim. Ponadto wiele z tych systemów może wymagać dużych zbiorów danych, aby działały z optymalną wydajnością i skalą, jak ma to miejsce w przypadku śledzenia regionalnych zmian klimatycznych, takich jak susze i wpływ na zwierzęta gospodarskie i uprawy. Bez danych z wielu źródeł, zarówno przestrzennych, jak i czasowych, odpowiedzi na IoT mogą być niekompletne, zamiast pomagać w optymalizacji rolnictwa.

Innowacje opracowane w ramach kapitału podwyższonego ryzyka, programów rządowych, inicjatyw uniwersyteckich oraz korporacyjnych programów badawczo-rozwojowych opierają się na sile internetu w zakresie przekształcania rolnictwa. Naukowcy badający rolnictwo przewidują zmiany w obszarach produkcyjnych, w tym w rolnictwie pionowym (metoda uprawy roślin w warstwach ułożonych pionowo); szklarnie; dostosowane rośliny o określonych i ukierunkowanych korzyściach zdrowotnych; technologie wodne, w tym akwaponika (system uprawy roślin w wodzie); i zwiększona wydajność przechowywania żywności. Wśród technologii, które mają odegrać rolę w rolnictwie, są wirtualna rzeczywistość, hologramy, druk 3D, uczenie maszynowe i IoT. Rozwijające się regiony i państwa z ograniczonym dostępem do Internetu, mechanizacji, technologii i najlepszych praktyk stoją przed największymi wyzwaniami związanymi z wykorzystaniem nowych osiągnięć, ale globalny dostęp do telefonów komórkowych i aplikacje oferują możliwości. Kraje rozwinięte, na odwrót, radzą sobie z marnotrawstwem żywności i postcarcity. Konsumenci teraz oczekują bardziej szczegółowych informacji o trajektorii pożywienia z pola na stół. Oczekuje się, że Internet odegra kluczową rolę w radzeniu sobie z wieloma wyzwaniami w rolnictwie, w tym zapotrzebowaniem na żywność na świecie, kwestiami bioetycznymi i zmieniającymi się warunkami środowiskowymi spowodowanymi antropogenicznymi zmianami klimatycznymi.


Powrót

Rozszerzona Rzeczywistość



Rozszerzona rzeczywistość (AR) to technologia, która płynnie nakłada wirtualną zawartość na rzeczywisty świat, którego można doświadczyć jednocześnie. Według Ronalda Azumy, AR to system, który ma trzy cechy: (1) łączy w sobie treść rzeczywistą i wirtualną, (2) jest interaktywny w czasie rzeczywistym oraz (3) jest rejestrowany w trzech wymiarach. Ten wpis dalej definiuje AR, a następnie omawia jego historię, charakterystykę technologiczną i zastosowania. Na koniec przyjrzymy się obszarom przyszłych badań nad rozszerzoną rzeczywistością. Najczęstszym rodzajem doświadczenia AR jest nakładanie wirtualnych obrazów i grafiki komputerowej na rzeczywisty świat. Na przykład gra mobilna Pokémon GO pozwala ludziom zobaczyć wirtualne potwory pojawiające się w widoku kamery na żywo w ich telefonach komórkowych. Jest to zgodne z definicją AR, ponieważ wirtualne potwory pojawiają się w prawdziwym świecie, użytkownik może z nimi wchodzić w interakcje, a wirtualna zawartość wydaje się być utrwalona w przestrzeni. Istnieje wiele innych przykładów AR, takich jak systemy medyczne, które pokazują kości w ciele pacjenta, grafika komputerowa wyskakująca ze stron książek i wirtualne gry w prawdziwym świecie. AR można również zdefiniować w kontekście innych technologii interfejsów. W 1994 roku Paul Milgram ukuł termin rzeczywistość mieszana, aby zdefiniować klasę technologii łączących świat rzeczywisty i wirtualny. Technologie te można zorganizować w kontinuum wirtualności, łącząc całkowicie rzeczywiste środowiska z całkowicie wirtualnymi. Na prawym końcu tego kontinuum znajduje się w pełni immersyjna wirtualna rzeczywistość (VR), a na drugim realne środowisko bez wirtualnej treści. Rzeczywistość mieszana to wszystko pomiędzy, w tym nakładanie treści wirtualnych w świecie rzeczywistym (AR) i dodawanie elementów świata rzeczywistego do VR (wirtualność rozszerzona).

Historia

Historia AR sięga 50 lat wstecz. W 1968 roku Ivan Sutherland stworzył pierwszy prototypowy system AR ze stereofonicznym przezroczystym wyświetlaczem montowanym na głowie (HMD) podłączonym do head trackera, pokazujący bardzo prostą grafikę. W ciągu następnych 20 lat Siły Powietrzne USA eksperymentowały z HMD, które zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić pilotowi widok AR instrumentów podczas lotu. To ewoluowało w wyświetlacze AR używane w hełmie lotniczym F-35. Pod koniec lat 80. XX wieku badania AR opuściły wojsko i były kontynuowane na Uniwersytecie Waszyngtońskim, Uniwersytecie Karoliny Północnej, Uniwersytecie Columbia, Uniwersytecie Toronto i innych miejscach. Instytucje te zbadały technologie wspomagające, takie jak wyświetlacze, urządzenia śledzące i urządzenia wejściowe. W połowie lat 90. ludzie mogliby wykorzystać te podstawowe badania do zbadania przestrzeni zastosowań. Pierwsze kompletne mobilne systemy AR zostały opracowane przy użyciu komputerów plecakowych, a ludzie zaczęli badać, w jaki sposób można zastosować AR w medycynie, edukacji, inżynierii i innych dziedzinach. Naukowcy z Boeinga używali AR w środowisku przemysłowym, a w 1992 roku Tom Caudell i David Mizell opublikowali pierwszy artykuł, w którym pojawił się termin rozszerzonej rzeczywistości. Doprowadziło to do wielu innych firm opracowujących aplikacje przemysłowe. W tym czasie powstały pierwsze systemy śledzenia oparte na widzeniu komputerowym i innych narzędziach programistycznych dla AR. ARToolKit został wydany jako oprogramowanie open source w 2000 roku i szybko stał się najczęściej używaną biblioteką śledzenia AR, rozwiązując dwa kluczowe problemy: (1) śledzenie punktu widzenia użytkownika i (2) umożliwienie interakcji z obiektami świata rzeczywistego. Rozwój ten umożliwił programistom na całym świecie rozpoczęcie tworzenia szerokiej gamy aplikacji AR. Na początku 2000 roku zaczęły pojawiać się pierwsze komercyjne zastosowania AR. W 2007 roku Sony wydało grę Eye of Judgment, która wykorzystywała kamerę z Playstation do pokazywania wirtualnych potworów na prawdziwych kartach. W ciągu następnych 2 lat gra sprzedała się w ponad 300 000 egzemplarzy, co czyni ją najbardziej udanym doświadczeniem AR w tamtym czasie. AR zaczął również pojawiać się w telewizji, dostarczając wirtualnych wskazówek dotyczących wydarzeń sportowych na żywo. W 2008 roku ARToolKit został przeniesiony do Flasha, umożliwiając milionom ludzi dostęp do witryn z rozszerzoną technologią AR. Rozwój telefonów z Androidem i iPhone'ów doprowadził do powszechnego wykorzystania mobilnej rzeczywistości rozszerzonej, ponieważ były one wystarczająco wydajne, aby uruchamiać aplikacje AR i miały zintegrowane czujniki do śledzenia AR. Pod koniec dekady setki milionów ludzi miało w kieszeni technologię umożliwiającą korzystanie z rzeczywistości rozszerzonej. Obecnie w przestrzeni AR pracuje więcej naukowców i firm niż kiedykolwiek wcześniej. Platformy programowe i sprzętowe są szeroko dostępne, co sprawia, że tworzenie komercyjnych aplikacji AR jest stosunkowo łatwe. Rynek szybko się rozwija, a prognozy przewidują, że globalny biznes AR przekroczy 80 miliardów dolarów do 2020 roku.

Technologia

Trzy cechy Azumy zapewniają wymagania techniczne systemu AR. Musi mieć (1) wyświetlacz, który może łączyć rzeczywistą i wirtualną zawartość, (2) urządzenia wejściowe do interakcji oraz (3) system śledzenia, aby znaleźć pozycję użytkownika. W tej sekcji opisano każdy z tych obszarów.

Wyświetlacz

Wyświetlacze AR można podzielić na trzy typy w zależności od miejsca ich umieszczenia: (1) podłączany do głowy, (2) podręczny i (3) przestrzenny. Wyświetlacze przymocowane do głowy przedstawiają wirtualne obrazy przed oczami użytkowników. Należą do nich HMD, projektory montowane na głowie i projekcja siatkówki bezpośrednio do oczu. HMD ewoluowały od nieporęcznego systemu Sutherland do lekkich wyświetlaczy, które zapewniają szerokie pole widzenia i jasny obraz. AR HMD są dostępne w dwóch typach: (1) przezroczyste optyczne i (2) przezroczyste wideo. Optyczne przezroczyste wyświetlacze wykorzystują przezroczyste elementy optyczne, aby umożliwić użytkownikowi oglądanie wirtualnych obrazów bezpośrednio w rzeczywistym świecie, podczas gdy przezroczyste wyświetlacze wideo nakładają grafikę na wideo ze świata rzeczywistego. Wyświetlacze podręczne obejmują ekrany podręczne, takie jak telefony komórkowe i tablety oraz małe projektory. Chociaż nie są obsługiwane bez użycia rąk, jak systemy noszone na głowie, są bardziej akceptowalne społecznie i można je łatwo udostępniać. Wyświetlacze przestrzenne są zwykle zamocowane w miejscu, takim jak system AR oparty na projekcji lub wykorzystują rozdzielacz wiązki do optycznej konfiguracji przezroczystej. Wyświetlacze przestrzenne mogą zapewnić większy obraz i są przydatne jako wyświetlacze publiczne dla wielu użytkowników.

Interakcja

Możliwość interakcji z treściami cyfrowymi jest bardzo ważna dla systemów AR. W zależności od używanego wyświetlacza i aplikacji dostępne są różne metody wprowadzania danych, od tradycyjnych dwuwymiarowych (dwuwymiarowych) interfejsów użytkownika (klawiatura, mysz i ekran dotykowy) po interfejsy 3D (ręczne różdżki, mowa, gesty). Opracowano szereg typów interfejsów AR, w tym:

1. Przeglądanie informacji: interfejsy do wyświetlania informacji AR w świecie rzeczywistym
2. Interfejsy użytkownika 3D: Wykorzystanie technik interakcji 3D do manipulowania treścią w przestrzeni
3. Namacalne interfejsy użytkownika AR: Używanie rzeczywistych obiektów do interakcji z zawartością AR
4. Naturalne interfejsy użytkownika: korzystanie z naturalnych poleceń ciała, takich jak gesty wolnej ręki

Przeglądanie informacji AR polega na tym, że wyświetlacz AR jest oknem do przestrzeni informacyjnej, a głównym zadaniem jest przesuwanie tego okna w celu wyświetlenia informacji. Jest to typowe dla wielu aplikacji przeglądarek AR na smartfony, takich jak Wikitude. Wymaga najbardziej podstawowych zadań związanych z interakcją: oglądania sceny AR i dotykania ekranu w celu przeglądania dostarczonych informacji. Jednym z najlepszych sposobów bezpośredniej interakcji z wirtualnymi obiektami jest wykorzystanie technik interfejsu użytkownika 3D, takich jak w rzeczywistości wirtualnej. Techniki te obejmują używanie rysika ze śledzeniem 3D do manipulowania zawartością AR lub używanie spojrzenia w głowę, aby móc spojrzeć na obiekty i je zaznaczyć. Namacalne interfejsy użytkownika AR to te, które wykorzystują rzeczywiste obiekty do interakcji z wirtualnymi informacjami. Użytkownicy mogą łatwo manipulować obiektami fizycznymi, a działania te są z kolei odwzorowywane na wirtualne dane wejściowe z odpowiednią metaforą interakcji. Na przykład prawdziwych łopatek można używać do przenoszenia wirtualnych mebli lub prawdziwych kostek można używać do wprowadzania danych w grze AR. Najnowsza technologia, taka jak Microsoft Kinect, może przechwytywać naturalne gesty użytkownika i używać ich do wprowadzania danych. Podobnie gesty wolnymi rękami mogą być używane do interakcji z zawartością AR, na przykład w celu wyciągnięcia ręki i złapania wirtualnej zawartości, która wydaje się unosić się przed użytkownikiem.

Śledzenie

Aby zarejestrować zawartość wirtualną w świecie rzeczywistym, należy określić pozę (pozycję i orientację) widza w odniesieniu do rzeczywistej lokalizacji. Osiąga się to dzięki zastosowaniu systemu śledzenia. Proces rejestracji wirtualnej treści w 3D zasadniczo składa się z dwóch faz: (1) fazy rejestracji, która określa początkową pozę widza w stosunku do rzeczywistej lokalizacji, oraz (2) fazy śledzenia, która aktualizuje pozę widza, gdy się porusza. Istnieje wiele różnych technologii śledzenia, które można zastosować, od ramion mechanicznych po czujniki magnetyczne i ultradźwiękowe oraz kompasy inercyjne i akcelerometry. W przypadku AR w pomieszczeniach śledzenie wizji komputerowej jest najbardziej popularne ze względu na niski koszt i powszechna dostępność kamer. Wczesne systemy śledzenia oparte na wizji, takie jak ARToolKit, obliczały pozycję kamery na podstawie kwadratowych znaczników. Jednak to podejście zostało wkrótce zastąpione systemami wizyjnymi, które mogły śledzić naturalnie występujące cechy wizualne i nie wymagały specjalnych drukowanych obrazów, takich jak Vuforia. Ostatnio opracowano oprogramowanie SLAM, które obsługuje jednoczesną lokalizację i mapowanie oraz umożliwia obliczanie pozycji kamery bez znajomości przestrzeni, w której znajduje się użytkownik. Kamery z czujnikiem głębi mogą być również używane do śledzenia w pomieszczeniach bez znajomości przestrzeni. Odbywa się to poprzez uchwycenie struktury pliku 3D otoczenia i śledzenie na podstawie obliczonej geometrii. Wizja komputerowa Śledzenie AR jest trudne na zewnątrz ze względu na zmieniające się warunki oświetlenia i brak określonych cech wizualnych. W takim przypadku śledzenie GPS można wykorzystać do znalezienia pozycji urządzeń i połączyć z danymi orientacyjnymi z czujników bezwładnościowych. Niedawno naukowcy wykazali, w jaki sposób hybrydowe systemy śledzenia, które łączą widzenie komputerowe z tymi czujnikami, mogą być wykorzystywane do zapewniania dokładnego śledzenia rozległego obszaru na zewnątrz.

Przykładowe aplikacje

AR to technologia wspomagająca, której można używać w wielu różnych typach obszarów zastosowań, które pokazują zawartość przestrzenną, takich jak marketing, gry, edukacja i inżynieria. Marketing jest naturalnym zastosowaniem AR ze względu na angażujący charakter tej technologii. Architektura i inżynieria to również dobry obszar zastosowań. Aplikacja CityViewAR została opracowana po trzęsieniu ziemi w Christchurch w 2011 roku, umożliwiając ludziom poruszanie się po zdewastowanym mieście. Wreszcie, AR można wykorzystać do nauczania koncepcji przestrzennych w edukacji. Aplikacja do kolorowania Quiver AR może być używana, aby umożliwić dzieciom pokolorowanie obrazków komórek, a następnie zobaczenie, jak ożywają jako wirtualne modele w zastosowanych kolorach.




[ 62 ]