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第三届全球未来农业峰会开幕,探讨农业中的生物黑客、纳米技术、自动化等

作者:李薇羽 2019-11-06 18:15

荷兰时间11月5日上午10点,为期三天的全球未来农业峰会正式在荷兰瓦赫宁根大学拉开序幕。本次大会由荷兰瓦大和Misset主办,由荷兰著名会议及辩论主持人Donatello Piras主持。


本届大会邀请到了TEDx的演讲者、《生物黑客》作者Peter Joosten,AGROINTELLI公司的首席执行官和创始人Ole Green教授,奶业专家、PHookwood Dairy的CEO Jan Roelof Jalvingh等业内著名人士。35斗受邀参与该  根峰会,带来现场报道。

 

未来主义者Peter Joosten:生物黑客与未来农业食品

不少的科幻电影、科幻小说都提到了未来食品的模样,它们可能由很恶心的原料制成,但同时又富含营养元素和蛋白质。

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(图为演讲嘉宾Peter Joosten)


你们刚刚讨论过未来农业和食品的模样,有人觉得我们未来一定能在沙漠里种植粮食、有人觉得我们会有各种各样的蛋白质食物。而很多科幻电影里出现过这样的场景:100年以前的人穿越到了现在或是未来。当他们到了一个新环境,与周遭格格不入的不止是语言、知识,还有他们的饮食习惯。因此,人类会如何变化、进化,这些进化又会如何影响我们的农业食品,这才是我想要探讨的。

 

这一进程也叫做“生物黑客”。


生物黑客简单来说就是自己动手的生物学,包括对饮食或生活习惯做出小的、渐进的改变,从而为健康带来改善。生物黑客有多种形式。最受欢迎的三种类型是营养基因组学、DIY生物学和研磨机(grinder)。


首先,营养基因组学关注的是你吃的食物如何与你的基因相互作用。尽管存在争议,但它的流行是基于这样一种理念:通过测试不同的营养如何影响你的健康可信来源,你的身体的总基因表达可以被绘制出来并加以优化。2015年一项关于当前营养基因组学研究的综述表明,微小的基因表达变化只是更大谜团的一部分。其他因素如运动、压力水平和体重都在你的身体对食物的反应中起作用。

 

接下来是DIY生物学(DIY bio)和磨床(Grinder),前者是一种由在科学领域受过教育和有经验的人带头的生物黑客技术。这些生物黑客分享技巧和技术,帮助非专业人士在受控的实验环境(如实验室或医疗办公室)之外进行结构化实验。后者一般来说寻求成为“半机械人”,通过优化他们的身体,使用小工具、化学注射、植入物和其他任何他们可以放入身体的东西,使其以他们想要的方式工作。

 

2015年,Gizmodo的一篇文章描述了一名男子将一种名为氯蛋白e6的化合物注射进眼睛,以获得夜视能力。它可以说是起作用了——这个人能辨认出在黑夜中树林里走动的人。这是因为氯离子e6会暂时改变你眼睛里的感光分子,使你的眼睛细胞更容易接受光线。

 

但是,任何对人体的实验或改造都可能带来危险或致命的后果。虽然听起来很有未来感,但是将异物植入体内会使你暴露在炎症反应中,从而导致慢性感染。它还可能增加你患癌症的风险。

 

我想说还有,农业食品领域,以及生物领域现在面临着诸多的创新,这也许会给你所专研的行业带来巨大的压力。最开始对于企业发展的计划和展望可能无法实现,所以创业者们一定要学会灵活变通,不能仅仅是追逐农业科技的大流。

 


霍尔斯特中心液体传感解决方案项目经理Marcel Zevenbergen:传感器和纳米技术将引领可持续农业

当你看着我们美丽的蓝色星球,觉得一切都很美好时,你是否留意到海洋里的白色垃圾?我们的水资源正面临着极大的危机,清洁水源是保障生命安全的首要问题,我们如何保证未来100亿人的用水充足及安全,将会是个大问题。

 

水资源对于农业种植来说的必不可少的,大很多农作物的水消耗量极大,例如,种植一公斤牛油果大概需要600到1000升水,换算过来的话,只有大概25%的水分转化率。因此,现在的环保人士都提倡本土化种植。

 

除了从人们意识方面节约资源,我们还通过高科技农业技术来减少资源浪费(最典型的就是精准灌溉)。当然,除此之外还有传感器和纳米技术。在接下来十年中,这些技术将大有可为

 

农业传感器的应用场地较多的是在温室,温室农业是世界性的发展趋势。荷兰佛兰德地区的温室在世界上以创新和高效的农业控制环境下的食品生产方法而闻名。改进和有效生产粮食的技术可能性是提高工业地位所必需的。项目智能交叉的温室技术和高科技传感器系统在大型温室进行测试和实施,以优化作物的生长和质量。

 

关于纳米技术在农业中的应用,大家可以关注一家名为Imec的企业,该公司致力于发展“薄膜农业”。这一发明来自医疗设备研发专家Yuichi Mor博士。Imec是世界上第一个基于水凝胶膜的农业技术公司,以解决当今世界面临的一些严重问题,包括粮食短缺、水资源短缺和土地污染等。

 

应用Imec的技术,植物可以在由水凝胶制成的薄膜上培育和生长,水凝胶通过其众多纳米大小的孔隙吸收水分和营养物质,但阻止细菌和病毒的传播。因此,薄膜在不使用化学药品的情况下,保证了植物的健康和安全生产。

 

由于薄膜的水凝胶特性,使得水的用量减少,加速了糖、氨基酸等的合成,从而提高了产品的甜度和营养价值。

 

关于这项技术的使用成本,其实相比水培法反而更低,因为纳米技术不需要昂贵的大量培养基的循环和灭菌系统,因此初期费用比水培法低得多。另外,现在的消费者愿意花高价购买安全的食材,在水凝胶薄膜上培育的产品能够隔绝污染,从而让消费者更加青睐。

 

有了这项技术,我们就能在任何地方种植高质量的蔬菜,无论是在沙漠,污染地或盐碱地,甚至在建筑里。刚刚提到的Imec公司的农场现在建在阿联酋的沙漠地带,也建在日本北部海啸袭击的土地上。这能帮助当地社会重拾农业希望,促进经济发展,并在贫瘠地区创造新的就业机会。

  

丹麦机器人公司AgroIntelli的首席执行官Ole Green:为普通农民揭开机器人的神秘面纱

今天的农业工作,尤其聚焦于自动化和大数据,因为它们可以提高生产效率。

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(图为Ole Green教授)    


我所在的公司Agrointelli,希望将新的农业知识转化为产品和技术平台,直接用于农业领域,主要从事导航、自动化和视觉领域的工作。重点是开发新的智能解决方案的传感器和自动化的农业植物工业。

 

我们的任务是通过自动化和采用新技术来减少对农业环境的影响——通过传感器技术在未来农业生产中的新应用来实现更可持续的工厂生产,通过现场操作自动化和优化土地和机械的使用,也就是减少机械和未来杂草控制和耕作设备对土壤和作物的影响。

 

我们正在制定可持续和有效的解决方案,参与提高农业标准。与目前市场上的传统机器相比,该行业的趋势是向更智能的机器发展。


技术研发必须要以农业发展为导向,而在丹麦,需要融入可持续发展计划目标,为了与产业研究更多互动,我们与欧洲33所院校都建立了合作,而最重要的应用场景是如何将数据应用到农户手中,如何让农户工作更加便利。

 

所以,对农民和操作员进行教育是确保机器人和自动驾驶车辆在农业领域成功和持久的关键。

 

农业机器人增长的主要障碍之一是农民和操作员自己,因为他们还不知道如何处理机器人。对农民和操作员进行教育对于保证机器人和自动驾驶车辆在农业上的成功和耐力至关重要。在农民的日常运作,我们必须教他处理的情况。我们试图简化机器人的使用,让它们不像许多其他机器人那样让农民和操作员感到“害怕”。


现在,农业从业人口急速减少,因为农业工作很难标准化,而很多也是重复性工作(比如除草)。自动化,机器人,等这些技术如何给农户赋能呢?农户是否能够适应当今精准农业生产方式?未来种植方式,会有更多类型传感器在田中,并适应于不同管理软件,兼容。数据将成为最终作物成长的有力证据,并将作物质量预测模型镶入其中,区块链技术加持防止修改。而未来我们所面临的挑战,就是对多种多样的数据进行挖掘,我们如何去发掘这些数据的价值?


比如在自动化在除草过程中,数据可以帮助我们大大提高效率。通过图像检测发芽率,传感器探测等,可以迅速定位杂草并剔除;利用成像技术判断作物营养,并根据作物实时营养情况进行施肥等。

 

农业机械将取代季节性工作人员,这对农业组织来说将是非常大的改变。目前机器人技术正在以飞快的速度集成。但是机器人技术并不是说要替换掉农户,而是让农户工作更加多元化。因为机器的零件更换,加油,调试,等工作还是需要农户来处理。

 

农户其实并不是一直在技术的最前沿应用者。大家都会挑选最容易的工作方式。但每个人都必须要学习。当技术的门槛降低到一定程度,农户的接受度也就打开了。跟植保无人机一样,从手动巡边到自动巡边定界,技术门槛要越来越低,要傻瓜式操作难度。

 

农业自动化的好处不胜枚举,但有一点是大家都很担心的——价格。有人会问:机器人会像其他农业机械一样,可以租借和共享吗?答案是毫无疑问的,而且这是发展的大方向。对单个的农户来说,农业机器人都是非常昂贵的,但一定会有很多商业模式和应用涌现,去降低成本。这也是我们创业者的任务,为社会解决问题。

 

还有人会关心农业自动化的下一个创新是什么,我相信那将是传感器融合。目前,我们使用RTK-gps(实时运动)进行基本导航,因为它功能强劲,且已经通过了市场的检验。虽然,也有像激光雷达这样的替代方法,但由于灰尘和移动农作物等条件的变化,这些方法目前在农业中处于不利地位。综上所述,我们更喜欢来自汽车工业的相机和传感器,因为它们的价格和坚固性都更胜一筹。

 

传感器将为农业机械加持,使其拥有更多附加功能,如植物和叶子计数以及害虫检测,将多个应用程序融合到一起。

 

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除了以上演讲嘉宾以外,瓦赫宁根农业机器人商务开发经理Erik Pekkeriet也分享了自己从事的项目研究,Erik从事的最重要的项目是:盆栽植物的视觉分类系统,X射线切花和蔬菜,NIR,2D和3D的荧光和RGB技术;用于切割玫瑰,非洲菊,黄瓜,辣椒和番茄叶片的机器人收割系统,以及用于菊花,盆栽植物和黄瓜的新型移动式温室生产系统。 Erik协调了1200万欧盟PicknPack项目(柔性机器人包装系统)。

 

在农业食品机器人研究和开发领域,瓦赫宁根大学是世界上最有经验和创新的机构。60多名工程师和研究人员与工业合作伙伴共同研发新型农业和食品机器人系统。

 

此外,Nedap现任的创新经理Roxie Muller也分享了自己对未来农业技术的看法,他认为不能理解农业运作实际场景的人,是没有办法合理应用技术的。因此,真实地理解应用场景变得非常重要。

 

从技术的发展来看,最早的技术应用其实是操作非常不友好的,特别是在技术不成熟时期,那时的技术应用是需要非常高的认知和使用门槛。而现在,我们可以很容易接触到高科技技术、链入网络,多线操作、复杂性场景应用已经在慢慢发生。而且我们能够发现,现在很多技术都倾向于拟人化,比如siri、聊天机器人等等。


更多内容链接请点击:

https://oneplanetresearch.nl/en/homepage/

https://www.imec-int.com/en/home

http://www.sweeper-robot.eu/

https://www.youtube.com/watch?v=aaD_PQmqVZc



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注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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