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麻省理工学院的食物计算机: 都市农业的未来?

悦智网  · 公众号  ·  · 2017-07-13 15:20

正文

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开源的互联网辅助农业将掀起一场新的绿色革命。 

都市农业是否将要迎来一场网络化革命?麻省理工学院的技术专家小组称,他们的一系列技术突破也许会催生这种意外可能。这些技术突破包括高效蓝色LED的发明,其发明者获得了2014年的诺贝尔物理学奖。

麻省理工学院的研究人员们表示,这项技术能够开辟在室内仓库化环境下进行农业耕作的可能性,从而改进粮食生产,满足高密集度的城市生活,维护粮食安全,以应对未来气候的不确定性及生态系统的脆弱性。这种新型农耕科技背后的梦想家正致力于网络化农业体系的研究,从开源软件运动中获取灵感。

麻省理工学院媒体实验室开源农业(OpenAG)计划的首席研究科学家迦勒•哈珀(Caleb Harper)说:“目前(联网农业)都是个体性的,每个人都在设计自己关于作物、仓库农场或垂直农场的独特的小‘数据中心’。他们说这非常特别,而且尝试以此创建知识产权。他们不允许他人进入,因为不希望自己的创意想法被窃取。这就是目前这个行业存在的问题。他们没有意识到在这背后有一个体系存在。而且在产生公用平台之前不会形成规模。”

哈珀的OpenAG计划开发的公用平台是一个开源的数字化农作物成长系统,他的研究小组称其为食物计算机(FC)。正如哈珀的一篇论文所述,食物计算机“利用机器人控制系统创建一个可控的环境以及可操纵的气候、能源和作物传感机制;就如同气候可控数据中心针对服务器进行优化一样,食物计算机旨在通过监测和控制小型日光温室内所需要的气候来优化农业生产”。

食物计算机内的传感器监测作物的生长条件,并根据预设的作物生长配方对光照、温度、湿度、二氧化碳水平、水循环以及养分供给进行微调。(食物计算机的作物不在土壤中生长,而是将营养物质注入根周围的水中进行水培养或将营养液雾化喷洒在裸露于空气中的植物根系上进行雾化培养。)每一种作物的肥料配方以及控制软件和传感数据都会在食物计算机用户间自由流通,以进行调整和改进,食物计算机是在沙漠、南极还是另一个星球上则关系不大。

按照OpenAG的设想,食物计算机有3种规模,其名称透露出哈珀数据中心的设计背景。最近我们去参观位于媒体实验室5楼的OpenAG开发空间时,OpenAG计划的机械工程师卡米尔•里奇曼(Camille Richman)表示,被称为“个人食物计算机”的桌面原型和用有机玻璃围成的生长空间(和船运集装箱差不多大)都配有光照、管道和成架种植的农作物。她说:“这就是食物服务器。而仓库规模的单元,就是我们眼前最大的这个,我们称之为食物数据中心。”建立3种规格的食物计算机的目的是实现个人、小规模和大规模农业技术平台的标准化。此外,在桌面原型大小的食物计算机中所开发的特定作物,其适宜生长条件可以扩展到航运集装箱大小的食物服务器,甚至是占据部分仓库、工厂或其他大型建筑的食物数据中心。

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截至目前,全球的食物计算机不到10台:麻省理工学院和波士顿地区的公立学校有6台个人食物计算机,另外还有2台食物服务器分别位于麻省理工学院和墨西哥瓜达拉哈拉的国立理工学院科研和高级研究中心(Cinvestav)。

但位于纽约市的哥伦比亚大学微生物学和公共卫生名誉教授迪克森•德波米耶(Dickson Despommier)说,这些数字肯定会不断增加。近年来计算机化的垂直农业得到了蓬勃发展,而且只会越来越壮大。他说,将会出现预期的爆炸式增长,这主要是因为最新一代LED植物生长灯的效率急剧提升,从5年前的28%提高到了现在的68%。德波米耶说,由于生长灯的用电量是室内农场经营费用中最大的一块,最新的生长灯节约成本效果显著,因此垂直农场在经济上日益可行。

他说,日本有145个垂直农场;中国台湾有45个,中国大陆则刚刚宣布约有20个。而美国有十几个,散布在加利福尼亚州、特拉华州、新泽西州、得克萨斯州和怀俄明州,当然现在马萨诸塞州剑桥市也有了垂直农场。(需要明确的是,只有剑桥配备了OpenAG食物计算机相关的硬件或软件。)

德波米耶说,全部收回投资所需的时间“已从10至12年缩短到6至8年,在某些情况下,甚至只需5年。另外值得注意的是,我所知道的美国(垂直农场)公司无一不在扩展自己的业务。这就说明了一切。”

作者:Mark Anderson

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