Rewolucja w rolnictwie: podwodne farmy z cyfrowym bliźniakiem Siemensa

Zespół włoskich inżynierów, nurków i naukowców opracował koncept uprawy roślin pod wodą. Startup Nemo’s Garden stworzył farmę na dnie oceanu, wykorzystując korzystne warunki podwodnej biosfery: stabilną temperaturę, parowanie wody, absorpcję CO₂, obfitość tlenu oraz naturalną ochronę przed szkodnikami.

Poszukiwania alternatywy w dobie kryzysu żywnościowego

Grunty orne stanowią dziś jedynie 11 proc. powierzchni ziemi, a zmiany klimatyczne systematycznie pogarszają sytuację. Na wypadek globalnego kryzysu żywnościowego rozpoczęto poszukiwania alternatywnych miejsc do uprawy roślin. Entuzjaści nurkowania z włoskiej Ocean Reef Group znaleźli je pod wodą, gdzie stała temperatura około 26 stopni Celsjusza i wilgotność powietrza na poziomie 83 procent zapewniają roślinom idealne warunki do rozwoju.

Żeby wykorzystać ten specyficzny mikroklimat, Grupa stworzyła 6 podwodnych szklarni wypełnionych powietrzem. Farma Nemo’s Garden znajduje się u wybrzeży Noli w Ligurii, na głębokości ośmiu metrów pod powierzchnią morza. Podwodne laboratorium jest praktycznie samowystarczalne: do zasilania aparatury wykorzystuje energię słoneczną; rośliny podlewane są odparowaną wodą morską, która skrapla się na szkle sufitu.

Symulacja skraca czas podwodnych testów

Lokalizacja 100 metrów od brzegu i 8 metrów pod wodą, sezonowość i związane z nią krótkie okresy wegetacji, a także czasochłonne nurkowanie i monitorowanie farmy, znacznie utrudniały i spowalniały pracę naukowców.

Aby przyspieszyć rozwój i umożliwić skalowanie projektu, startup wdrożył pakiet oprogramowania i usług Siemens Xcelerator, by stworzyć wirtualną kopię środowiska farmy i skrócić fazę testową. Powstał kompleksowy cyfrowy bliźniak biosfery Nemo’s Garden, który umożliwia m.in. symulację warunków wzrostu, wpływu urządzeń na zbiornik wodny, a także całego środowiska, w którym są instalowane. Inżynierowie Siemensa przeanalizowali w usłudze Siemens MindSphere® dostępny materiał filmowy z cykli upraw. W oparciu o pozyskane informacje opracowali algorytm uczenia maszynowego do monitorowania wzrostu roślin, a także warunków środowiskowych w kopułach.

Zdalne zarządzanie farmą odbywa się poprzez chmurowy pulpit nawigacyjny – z dowolnego miejsca i w czasie rzeczywistym. W przyszłym sezonie rozwiązanie ma zostać jeszcze bardziej zrobotyzowane. Integracja systemu z siłownikami pozwoli na automatyczną regulację cyrkulacji powietrza, wilgotności, nawadnianie i dozowanie składników odżywczych przez cały sezon.

Współpraca Nemo’s Garden z Siemensem jest przełomowa dla rolnictwa w kryzysie. Projekt ma szanse stać się podstawą globalnego rolnictwa podwodnego,