Hallo zusammen! Ich bin Shohei.
Japans Agrarbevölkerung nimmt ab und die Bevölkerung altert.
Die Herausforderung besteht darin, die Selbstversorgung mit Nahrungsmitteln zu verbessern und eine stabile Versorgung sicherzustellen. Als Lösung für dieses Problem macht die Pflanzenfabrik auf sich aufmerksam, die modernste Technologie zur Herstellung von Gemüse und anderen Produkten einsetzt.
Automatisierung ist für die Pflanzenfabrik von entscheidender Bedeutung, um die Produktivität zu steigern und die Kosten zu senken.
Durch die Einführung automatisierter Geräte und Roboter können wir die Effizienz von Aufgaben verbessern, die bisher auf menschliche Hände angewiesen waren, und die Abläufe der Pflanzenfabrik erheblich verändern.
In diesem Artikel erklären wir auch für Einsteiger leicht verständlich den aktuellen Stand und die Zukunftsaussichten der Automatisierung und Robotereinführung bei der Pflanzenfabrik.
Zunächst einmal: Was ist die Pflanzenfabrik? Für diejenigen, die das sagen, lesen Sie bitte den folgenden Artikel.
Was ist Pflanzenfabrik?
Die Pflanzenfabrik ist eine Anlage, die Licht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Kohlendioxidkonzentration usw. künstlich steuert, um optimale Bedingungen für die Produktion von Gemüse und anderen Produkten zu schaffen.
Zu den großen Vorteilen gehören die Möglichkeit, das ganze Jahr über stabil zu produzieren, ohne vom Wetter beeinflusst zu werden, und die Reduzierung der Menge an Pestiziden.
Pflanzenfabriken lassen sich grob in zwei Typen unterteilen.
- Kunstlichtart Pflanzenfabrik: Pflanzen mit künstlichen Lichtquellen wie LEDs kultivieren, ohne auf Sonnenlicht angewiesen zu sein. Durch die überall mögliche Installation kann die Pflanzenfabrik auch in städtischen Gebieten oder auf Brachflächen betrieben werden.
- Solar Pflanzenfabrik: Nutzen Sie das Sonnenlicht und züchten Sie Pflanzen im Gewächshaus. Im Vergleich zu Kunstlichtarten hat es den Vorteil, dass die Betriebskosten geringer sind.
Warum ist Automatisierung bei der Pflanzenfabrik notwendig?
Es gibt drei Hauptgründe, warum Pflanzenfabrik Automatisierung benötigt:
- Behebung des sich verschärfenden Arbeitskräftemangels: Da die Zahl der Landarbeiter sinkt und altert, sieht sich auch die Pflanzenfabrik mit einem gravierenden Arbeitskräftemangel konfrontiert. Durch die Automatisierung werden Arbeitskräfteengpässe behoben und die Belastung für jeden Mitarbeiter verringert.
- Gewinnsteigerung durch verbesserte Produktivität: Automatisierte Geräte und Roboter können 24 Stunden am Tag arbeiten, und es gibt weniger menschliche Fehler, wodurch es möglich wird, landwirtschaftliche Produkte mit stabiler Qualität effizient herzustellen.
- Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit durch Kostensenkungen: Neben der Senkung der Arbeitskosten können auch die Produktionskosten durch den effizienten Einsatz von Ressourcen wie Energie und Dünger gesenkt werden.
Aufgaben automatisiert mit Pflanzenfabrik
Derzeit werden in der Pflanzenfabrik verschiedene Aufgaben automatisiert.
- Umweltkontrolle: Viele Pflanzenfabriken haben bereits Systeme eingeführt, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, CO2-Konzentration, Lichtintensität usw. über Sensoren messen und automatisch anpassen.
- Aussaat/Sämlingszucht: Roboter, die automatisch Samen säen und Setzlinge aufziehen, werden ebenfalls entwickelt und in die Praxis umgesetzt. Präzises Arbeiten in gleichmäßigen Abständen unterdrückt ungleichmäßiges Wachstum und trägt zur Qualitätsverbesserung bei.
- Bewässerung und Düngung: Es gibt ein System, das je nach Wachstumsstadium der Pflanze automatisch die optimale Menge an Wasser und Dünger liefert. Dadurch entfällt die Verschwendung von Wasser und Dünger, was auch zu einer Verringerung der Umweltbelastung führt.
- Ernte: Ernteroboter, die Bilderkennungstechnologie nutzen, beginnen für einige Artikel wie Tomaten und Erdbeeren in den praktischen Einsatz zu kommen. Sie können nicht nur eine Arbeitsersparnis bei der Erntearbeit erwarten, sondern auch eine verbesserte Qualität bei der Ernte, die den Reifegrad bestimmt.
- Transport: Es wurden auch Roboter entwickelt, um den Transport von Setzlingen und Gegenständen innerhalb der Fabrik zu automatisieren. Es kann Mitarbeiter von schwerer Arbeit entlasten und die Arbeitseffizienz verbessern.
- Überwachung und Diagnose des Wachstumsstatus: Es wurde eine Technologie entwickelt, um den Wachstumsstatus von Pflanzen mithilfe von Sensoren und Kameras zu messen und den Wachstumsstatus anhand der Daten zu diagnostizieren. Es eignet sich zur Früherkennung von Schädlingen und Krankheiten sowie zur Untersuchung der Ursache für schlechtes Wachstum.
Mit fortschreitender Automatisierung von Produktionsprozessen wird es einfacher, Daten zu nutzen, wie im folgenden Artikel beschrieben.
Fallstudie zur Pflanzenfabrik-Automatisierung
- Echtzeit-Überwachungssystem für Photosynthese-Transpiration: Ein System, das die Photosyntheseund Transpirationsrate von Pflanzen wie Tomaten in Echtzeit messen kann. Ein detailliertes Verständnis der Pflanzenwachstumsbedingungen ermöglicht eine Optimierung der Umweltkontrolle und eine effiziente Nutzung von Wasser und Dünger.
- Chlorophyll-Fluoreszenz-Bildmessroboter: Ein Roboter, der die Photosynthesefunktion diagnostiziert, indem er die Fluoreszenz misst, die von in Pflanzenblättern enthaltenem Chlorophyll abgegeben wird. Es ist nützlich für die Verbesserung von Ertrag und Qualität, da es frühe Wachstumsfehler erkennen kann, die visuell nicht erkennbar sind.
- Ernteroboter mittels KI: Es wurden Roboter entwickelt, die Farbe, Form und Größe von Früchten wie Tomaten und Erdbeeren erkennen und diese automatisch ernten. Sie können nicht nur eine Arbeitsersparnis bei der Erntearbeit erwarten, sondern auch eine verbesserte Qualität bei der Ernte, die den Reifegrad bestimmt.
Darüber hinaus haben wir in den folgenden Artikeln über die neuesten Technologien geschrieben, die in der Pflanzenfabrik zum Einsatz kommen.
Herausforderungen und Perspektiven der Automatisierung bei der Pflanzenfabrik
Die Automatisierung der Pflanzenfabrik ist immer noch eine sich entwickelnde Technologie und es bleiben einige Herausforderungen bestehen.
- Hohe Implementierungskosten: Automatisierte Geräte und Roboter sind oft teuer, was die Implementierungskosten zu einem Problem macht. Gerade in kleinen Pflanzenfabriken ist die Umsetzung oft schwierig.
- Technische Herausforderungen: Es gibt immer noch technische Herausforderungen bei der Automatisierung komplexer Aufgaben und der Entwicklung von Robotern, die verschiedene Sorten und Wachstumsstadien bewältigen können.
- Mangelndes betriebliches Know-how: Derzeit mangelt es an Know-how, um automatisierte Anlagen und Roboter effizient zu betreiben.
Um diese Probleme zu lösen, sind Forschungsund Entwicklungsbemühungen der Regierung und der Unternehmen im Gange. In Zukunft wird erwartet, dass sich die Automatisierung der Pflanzenfabrik mit dem Fortschritt der KIund Robotertechnologie und den sinkenden Einführungskosten weiter beschleunigen wird.
Derzeit ist es jedoch noch genauer und schneller, sich auf den Menschen zu verlassen.
Darüber hinaus erfordert der Gemüseanbau die Augen und das Urteilsvermögen erfahrener Menschen, und ich denke, dass es noch einige Zeit dauern wird, bis eine völlig unbemannte Pflanzenfabrik entsteht.
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Die Zukunft der Automatisierung in der Pflanzenfabrik
Die Automatisierung der Pflanzenfabrik hat das Potenzial, die Zukunft der Landwirtschaft deutlich zu verändern.
- Behebung des Arbeitskräftemangels: Förderung der Beteiligung junger Menschen und Frauen in der Landwirtschaft und Beitrag zur Schaffung von Arbeitsplätzen.
- Erzielung einer stabilen Versorgung: Indem wir landwirtschaftliche Produkte unabhängig vom Wetter stabil produzieren, tragen wir zur Verbesserung der Selbstversorgungsquote mit Nahrungsmitteln bei.
- Bereitstellung hochwertiger landwirtschaftlicher Produkte: Präzises, datenbasiertes Anbauund Pflegemanagement ermöglicht es uns, Verbrauchern sichere und qualitativ hochwertige landwirtschaftliche Produkte anzubieten.
- Reduzierung der Umweltbelastung: Trägt zur Reduzierung der Umweltbelastung bei, indem Wasser und Dünger effizient genutzt und die Menge der verwendeten Pestizide reduziert wird.
Abschluss
Automatisierung ist in der Pflanzenfabrik eine wesentliche Technologie, um die Produktivität zu steigern, Kosten zu senken und eine stabile Versorgung sicherzustellen.
Fortschritte in der Robotertechnologie werden die Automatisierung weiter vorantreiben und haben das Potenzial, die Zukunft der Landwirtschaft erheblich zu verändern.
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