Система мониторинга воды, разработанная токийским венчурным предприятием SenSprout Inc., способна сохранить водные ресурсы, сократить расходы фермеров и гарантировать увеличение производства продовольствия высокого качества. Недорогое устройство может покончить с тысячелетиями раздумий фермеров над тем, как лучше растить свой урожай.
Фото: Mari Fujisaki/SenSprout
Система была разработана специально для регионов с сухим климатом, где вода — дорогой и дефицитный товар. Так, например, обстоят дела в городе Нагпур, что расположен в Центральном регионе Индии, штате Махараштра.
Две местные апельсиновые фермы принимают участие в эксперименте по развитию системы мониторинга воды, который проводится совместно с Индийским технологическим институтом. На каждой ферме в землю на полях площадью 1 га были воткнуты сенсоры, которые определяют уровень влаги в почве.
С помощью этого эксперимента команда ученых пытается настроить систему так, чтобы она могла точно информировать фермеров о необходимости полива полей. "Порядка 70% водных ресурсов, используемых человечеством, приходится на сельское хозяйство,— объясняет директор службы по работе с клиентами SenSprout Кадзухито Минэ.— Мы надеемся избавить сельское хозяйство от неэффективного орошения, которое до сих пор производилось исходя из интуиции фермеров, чтобы избежать нехватки воды".
Ученые планируют провести аналогичные эксперименты еще в трех регионах Индии, а затем привезти проект и на Западное побережье США. В этих регионах дожди идут редко, и потому они нуждаются в автоматизированной системе насосов, которые могли бы откачивать воду из подземных течений для орошения полей. Это, в свою очередь, влечет к увеличению затрат и создает новые проблемы, связанные с окружающей средой.
Проект получил финансирование через краудфандинг — в 2015 году деньги на него пожертвовали 138 человек со всего мира. Плюс проект победил на конкурсе венчурных стартапов и получил награду $150 тыс. Собрав $170 тыс. (18 млн иен), что позволило команде приступить к исследованиям и разработке.
Сам сенсор был создан командой ученых во главе с Есихиро Кавахарой, доцентом информационной и коммуникационной инженерии Токийского университета. Кроме того, господин Кавахара помог основать сам SenSprout и является техническим советником компании.
Сенсор — это трубка длиной примерно 50 см. Три полоски электродов, состоящих из полимерной пленки, которая покрыта тонким слоем меди, расположены на той части, которая входит в почву. Электроды чувствуют электростатическую емкость почвы, что позволяет выявить разницу в количестве воды, содержащейся в земле. Он может сказать, сколько воды поглощается корнями растений. Верхняя часть датчика имеет устройство для беспроводной связи, которая передает данные на смартфон, размещенный поблизости. Информация хранится в облачной базе данных, а фермеры могут удаленно проверять данные на своих компьютерах или смартфонах, чтобы увидеть, нуждаются ли их посевы в большем или меньшем количестве воды.
Похожие сельскохозяйственные сенсоры уже производились, но в большинстве своем это дорогостоящее оборудование, которое обойдется более чем в 500 тыс. иен ($4,6 тыс.) и используется в основном для сбора данных исследователями и научными сотрудниками. А среди фермеров такими устройствами почти никто не пользуется.
Что касается сенсора SenSprout, то он состоит из дешевых материалов, таких как полимеры и медь, что позволяет снизить стоимость каждого устройства до 100 тыс. иен ($926).
Команда разработчиков также проводит эксперименты в Японии с теми фермерами, которые заинтересовались в повышении качества их производства.
Йосукэ Тамацукури, владеющий фермерским бизнесом в Омитаме (префектура Ибараки), заметил, что уровень сахара в его помидорах раньше варьировался от теплицы к теплице. И тогда он решил установить сенсоры SenSprout, чтобы следить за качеством почвы и улучшить метод полива. "Количество воды больше всего влияет на рост растений,— говорит господин Тамацукури.— Вместо того чтобы полагаться на интуицию, я хочу выращивать растения одного и того же качества каждый раз".