Tarım ve Hayvancılıkta Akıllı Sensör Dönemi

Dünya

Brian’ın ailesi bu çiftliği üç kuşaktır yönetiyor. Ancak günlük süt sağdıkları bu ineklerin bakımı hiç bu kadar kolay olmamıştı. Brian’ın cep telefonuna çiftliğin bilgisayar sisteminden otomatik elektronik postalar geliyor. Bu sayede ineklerin sağlık ve verimlilik durumundan haberdar oluyor. Tüm bu veriler ineklerin ayaklarında takılı olan bilekliklerden geliyor.

Brian Weatherup, Çifçi: “Bileklik her şeyi kaydediyor. İneklerin yeme içmelerinde azalma olduğunda, geviş getirme süreleri ve hareket kabiliyetleri düştüğünde haberimiz oluyor. Bu sayede ineklerin hasta olup olmadığını anlayabiliyoruz. Bu bilekliğin bize sağladığı veriler sayesinde hayvanların sorunları daha da büyümeden engelleyebiliyoruz.”

Yemek yerken hayvanların boynundaki kaslar çalışıyor. Bu hareket de ineklerin ayak bileklerindeki sensörleri harekete geçiriyor. Kablosuz alıcılar sayesinde hayvanların konumları çevrim içi olarak da görülebiliyor. Bu sayede inekler geniş meralarla kaybolmadan otlayabiliyor.

Ivan Andonovic, Strathclyde Üniversitesi Araştırma Görevlisi, Glasgow: “Son 10 sene içerisinde ‘hayvanları izleme teknolojisi’ çok daha ucuz, ekonomik, yüksek fonksiyonlu hale geldi. Bu teknolojide kullanılan alet ve edevatın boyutu da küçülerek, çok daha kullanışlı hale geldi. Bu sebeple çiftçilik yaparken yüksek teknolojiden faydalanabilir ve bunu da çok çok ucuz bir yolla başarabilirsiniz.”

Analiz robotları her farklı inekten elde edilen sütün kalitesini, miktarını ve içeriğini ölçüyor. Çiftçiler bu bilgileri hayvanların üretim kapasitesini ve sağlıklarını korumak için kullanabiliyor. Bir Avrupa araştırma projesinde geliştirilen bu ve diğer önemli teknolojiler, İngiltere genelinde 24 farklı çiftlikte kullanılarak tarım sektöründeki verim ve sürekliliğin artırılması hedefleniyor.

Freddie Reed, The Agri-EPI Centre, Proje Müdürü: “Öncelikle sorunları tespit ediyor, ardından da bu sorunlarla ilgili verileri toplayarak çiftlikte neler olduğunu anlayabiliyoruz. Bu sayede üretimdeki azalmayı ve buna neden olan problemleri saptayarak, daha randımanlı üretim yapabiliyoruz.”

Brian bu teknolojiyi kullanarak 6 ay içerisinde verim oranını yüzde 20 artırmış ve inekler daha sağlıklı hale gelmiş. Çiftçiler üretim zincirinin diğer evrelerinde de bu teknolojiyi kullanmak ve veri alış-verişini daha geniş kapsamda yapmak istiyor.

Ivan Andonovic, Strathclyde Üniversitesi Araştırma Görevlisi, Glasgow: “Brian ve diğer çiftçi arkadaşlarının işini kolaylaştırdığımız nokta şu. Bileklik sistemi sayesinde sürekli ve kolayca anlaşılabilen bir veri tabanı oluşturuyoruz. Bu bilgileri sistem içerisinden alabiliyor aynı zamanda da sisteme komutlar göndererek robotları dışarıdan yönetebiliyorsunuz.”

İspanya’nın Almeria şehrinde on binlerce sera bulunuyor. Bu seraların çoğu bölgede yaşayan aileler tarafından işletiliyor. Avrupa’nın tükettiği domates, biber ve diğer birçok sebze buradan tedarik ediliyor. Bu seralarda aynı zamanda bazı araştırmalar da yapılıyor. Seraların bazılarında sensörler var. Bitkilerin gelişim süreci bu sensör teknolojisiyle izlenebiliyor.

Manuel Berenguel, Kontrol Müdendisi, Almeria Üniversitesi: “Üreticilerin daha fazla verim elde edebilmeleri için, tek bir bulut veri tabanı içerisine sebzelerin gelişim aşamasını, daha anlaşılabilir bir dille kaydetmeye çalışıyoruz. Daha sonra yapay zeka ile birlikte bu bilgi bankasını kullanıyoruz. Bu sayede tüm bölgenin verim haritasını çıkarıyor ve çiftçilerin üretim miktarını artırmalarına yardımcı olmaya çalışıyoruz.”

Toprak nemi, bitkilerin ağırlığı, hava bileşenleri ve diğer veriler kaydediliyor. Bu sayede sulama ve gübre kullanımı en aza indirilerek üreticilerin daha fazla verim alması sağlanıyor. Akıllı tarım yapmanın uzun vadede ekonomik ve sosyal faydaları var. Bu sayede çevre dostu tarım yapmak daha da kolaylaşıyor.

Cynthia Giagnocavo, Almeria Üniversitesi Araştırma Görevlisi-COEXPHAL:“Tarım sektöründe oluşturulan bu bilgi ağı, sensörler ve diğer bilgi bankaları belli bir aşamada toplanarak üreticilere ait kooparatifler tarafından kullanılıyor. Bu sayede çiftçiler üretim aşamasının her safhasına daha hakim bir konuma yükselerek, verim oranını, su tasarrufunu artırıyor. Bunun yanında daha az işçi çalıştırarak pazar hakkında daha fazla bilgi sahibi oluyor ve gerekli ürünleri ona göre yetiştirebiliyor.”

Domatesler toplandı ancak hasat devam ediyor. Kullanılan son teknoloji sayesinde burada günde iki milyon kilo domates üretilebiliyor. Makineler her bir domatesin fotoğrafını ayrı ayrı çekerek, onları boyutları, renkleri ve lezzetlerine göre sınıflandırma yapabiliyor.

Cristobal Ferriz, Operasyon Sorumlusu, CASI: “Bu “teknoloji”: https://www.iof2020.eu/ bize rekabeti artırmak için büyük avantaj sağlıyor. Şu anda Avrupa’da kullanılan son teknoloji bu diyebilirim. Gördüğünüz gibi bu tesiste çok az kişi çalışıyor. Kısaca, insan eliyle yapılan pahalı ve karmaşık iş akışı en düşük seviyede…”

Araştırma görevlileri üretim aşamasında elde edilen tüm bilgileri tek bir veri tabanında toplayarak, her bir domatesin tarladan raflara kadar geçirdiği tüm evreleri izleyebiliyor. Bu sayede gıda ürünlerinin güvenli bir şekilde üretilmesi ve verimin artırılması sağlanıyor.

Jorge A. Sanchez-Molina, Araştırma Kontrol Görevlisi, Almeria Üniversitesi: “Bu sayede çiftçiler üretim aşamasındaki her bilgiye, dağıtıcı firmalar ticaretini yaptığı meyve ve sebzenin kalitesine ve tüketiciler de satın aldıkları ürünün raflara gelene kadar geçirdiği evrelerle ilgili tüm bilgiye ulaşabiliyor.

Bu sensörler daha birçok farklı alanda kullanılabiliyor, örneğin deniz altında… Suyun kirlilik oranını ölçebilmek için en sağlam yöntem nedir? İngiltere’nin güneyinde çalışan araştırma görevlileri suyun kimyasal analizini yapan mini-laboratuvarlarını test ediyor.

İnsan eliyle ortaya çıkan atık maddeler en sonunda denizlere karışır. Bu atıkların içerisinde nitrojen ve fosfor gibi birçok farklı kimyasal bulunur. Bu sebeple su altındaki ekosistem zarar görür. Gün içerisinde suya karışan kimyasalların oranı değişiklik gösterir. Sıradan laboratuvarlar bu oranı an be an ölçemez. Bu sorunu çözmek için laboratuvarı denizaltına taşımak gerekiyor.

Alex Beaton, Sensör Geliştirme Uzmanı, Ulusal Okyanus Araştırma Merkezi:“Denizden numune alıp laboratuvara getirmek yerine, suyun içerisine sensörler koyuyor ve uzun vadeli projelerde her 15 dakikada bir analiz yaparak büyük bir veri bankası elde ediyoruz. Bu sayede suyun değişken yapısını net bir şekilde analiz edebiliyoruz. Denizden numune alıp laboratuvara getirmekle bu bilgileri elde edemezdik.”

Bir Avrupa araştırma projesinde geliştirilen bu aygıtın adı mini çip laboratuvar. Bu sistem kısmen taşınabiliyor ve laboratuvarda mümkün olan birçok analizi de yapabiliyor. Kullanmasıysa oldukça basit. Laboratuvarda çalışmayan, kimya alanında uzman olmayan sıradan biri bile bu aleti kolaylıkla kullanıp su içerisindeki yabancı madde oranını ölçebilir.

Doug Connelly, Deniz Kimyası Mühendisi, Senseocean Proje Koordinatörü:“Birçok teknolojiyi bir araya getirdik. Sensörler ayrı ayrı çalışıyor ve sonra da birleşiyor. Amacımız çok amaçlı bir sensör geliştirmek. Bu sayede suyun yabancı madde oranını, ısısını, PH değerini, tuzluluk miktarını aynı anda ölçebiliyoruz. Bu sayede suyun içerisinde neler olup bittiğini birçok farklı açıdan görebiliyoruz.”

‘Mini çip laboratuvar’ plastik bir tabaka üzerinde kurulu. Sıvı ölçümü için karmaşık tüp sistemlerine sahip. Optik sensörler sudaki renk değişikliği kaydediyor. Bu da, suya bazı kimyasalların karıştığının bir göstergesi… Tüm kimyasallar aygıtın içerisinde özenle muhafaza ediliyor.

Alex Beaton, Sensör Geliştirme Uzmanı, Ulusal Okyanus Araştırma Merkezi: “Bu aygıt okyanusun derinliklerine inmek için tasarlandı. Şu anda beş bin metreye kadar inebilir. Bu rakam yakında altı bine çıkacak. Burada basınçlı kapsülün içerisinde altı bin metre derinlik için dayanıklılık testine tabi tuttuk.”

Akademisyenler KOBİ’lerle birlikte çalışarak bu aygıtın boyutunu, işlevini ve projenin maliyetini azaltmaya çalışıyor. Tıpkı ticari olarak piyasada satılan ve suyun içerisindeki organik molekül oranını ölçen bu florometre gibi…

John Attridge, Optik Mühendisi, Chelsea Technologies Group: “Projenin amaçlarından biri de geniş çaplı sensörleri basit ve küçük bir tasarımda birleştirmek. Tüm uygulamaları dahil ederek kullanımını daha da kolaylaştırmak istiyoruz.”

Bu aygıtın üretim aşamasını kolaylaştırmak hiç de kolay değil… Danimarka’daki Aarhus Üniversitesi, tüm dünyadaki araştırma görevlileri için özel sensörler geliştiriyor. Her sensör cam tüplerin içerisinde elle üretiliyor. Üretim aşamasına büyük özen gösteriliyor. Çünkü tüplerin ucundaki deliklerin sadece birkaç mikron genişliğinde olması gerekiyor.

Rasmus Eliasen, Mikrosensör Teknisyeni, Unisense: “Haftada aynı standartta 20 adet üretebiliyorum. Oksijen sensörünün boyutu değişmiyor. Bu sebeple onları üretmek diğerlerinden daha kolay.”

Oksijen molekülleri ve diğer maddeler ince bir zardan geçerek küçük ve dar olan deliğin içerisine giriyor, ve sonra da platin tellere dokunarak aygıtın ölçüm yapabileceği küçük bir akım yaratıyor. Bu mikro-sensörler kan analizi, kirlilik oranı kontrolü ve sera gazı emisyonu ölçümü gibi birçok farklı amaçla kullanılabiliyor.

Niels Peter Revsbech, Biyokimya Araştırma Görevlisi, Aarhus Üniversitesi: “Bu aygıta endüstride büyük ihtiyaç var. Örneğin azot oksit sensörleri, atık sular arıtılırken açığa ne kadar azot oksit çıktığını tespit edebiliyor. Geliştirdiğimiz sensörler de aynı mantıkla çalışıyor. İçerisinde küçük mikro çipler var. Ancak daha sağlam üretilebilir. Bu sayede su arıtma tesisleri içerisine monte edilebilir. Piyasada bu teknolojiye büyük ihtiyaç var.”

Mikro-sensörleri geliştiren araştırmacılar piyasadaki bu büyük talebi karşılayabilmek için cam yerine plastik kullanmak istiyor. Bu sayede aygıt daha esnek, uzun ömürlü şekilde ve ucuza üretilebilir.

Soren Porsgaard, Teknoloji Geliştirme Uzmanı, Unisense: “Buradaki iki sensörü kıyaslarsak aynı boyutlara ve zar çeperine sahip olduklarını görürüz. Ancak zardan geçen molekül sayısı değişebilir. Ve dış tarafları da çok farklı şekilde üretiliyor. Bunu yapmamızın sebebi dayanıklılığı artırmak. Ayrıca plastik olanları camdan yapılanlardan daha ucuza üretebiliriz. Çünkü bu el yapımı.”

Gelişen teknoloji sayesinde bu sensörler çiftliklerden, tarlara ve okyanusların derinliklerine kadar kullanılabiliyor. Bu sayede etrafımızı saran dünyanın karmaşık yapısını çözebiliyoruz.”

Ayrıntılı bilgi için bu linki tıklayınız.

*Ayrıca bakınız*