Det er allment anerkjent at vertikalt jordbruk har mange fordeler fremfor tradisjonelle dyrkingsmetoder. Enkelt sagt, til tross for relativt høye installasjons- og driftskostnader, overstiger produksjonen per enhet vekstareal i vertikale gårder lett produksjonen i de mest avanserte drivhusene. Men for konsekvent å nå dette produksjonsnivået, må du sørge for at vekstforholdene kontinuerlig er på sitt beste. Det er her sensorer og data spiller en sentral rolle, og hvorfor de er klare til å transformere fremtiden til vertikalt jordbruk.

For å bruke sensorer og data effektivt, må du først vite hva slags data som er verdifulle og hvorfor. De viktigste verdiene som bør måles, er følgende forhold for vekst:

• Klima (preget av en kombinasjon av lufttemperatur, fuktighetsnivåer, CO₂ -nivåer og lufthastighet)
• Plantetemperatur
• Næringssammensetningen til vanningsvannet
• Lysnivået og spekteret (slik plantene oppfatter det)
• Plantemorfologi, mangler og vekst (fenotyping)

Disse forholdene er viktige av ulike årsaker. Forskjellen mellom plantetemperatur og lufttemperatur kan for eksempel fortelle oss om bladenes stomata er åpne. Hvis de ikke er det, kan ikke planten absorbere CO₂ og konvertere det til biomasse. På samme måte kan vi kontinuerlig måle pH (surhet) og EC (elektrisk ledningsevne) i vanningsvannet for å sikre optimal plantevekst. Vi samarbeider også med flere selskaper som utvikler sensorer for å måle andre parametere for vanningsvannet (som f.eks. jern eller magnesium).
Du kan bli overrasket over å se at vi måler lysnivået og spekteret slik det oppfattes av plantene, forutsatt at vi kan utlede dette allerede fra typen og antallet LED-belysningsmoduler som er installert. Vår forskning har imidlertid funnet at plantenes oppfattede lysnivå kan avvike opptil en faktor på to fra lysnivået installert avhengig av de optiske egenskapene til materialene som brukes mellom og over plantene. Denne verdien avhenger i stor grad av i hvilken grad plantene dekker vekstområdet, og med en så høy potensiell avviksrate, må vi måle og spore den for å sikre optimale vekstforhold.

Sensorer gjør oss i stand til å overvåke disse vekstforholdene, gjenkjenne anomalier og identifisere problemer så tidlig som mulig. Ved å oppdage problemer på et tidlig stadium kan vi reagere proaktivt i stedet for reaktivt. Dette gjelder spesielt for systemrelaterte problemer – som at temperaturen avviker fra et tiltenkt settpunkt – som kan utbedres nesten umiddelbart.

I tillegg til å måle vekstforhold, gir måling av vekstresultater også verdifulle data – ved hjelp av parametere som plantestørrelse, høyde, vekt og farge. Vi kan bruke kameraer til å ta bilder av plantene i vekstlaget, for eksempel følge vekstutviklingen over tid og måle om veksten oppfyller forventningene eller ikke, ved å sammenligne den med data fanget i tidligere vekstsykluser under lignende forhold. I likhet med sensorer kan kameraer også bidra til å forhindre problemer tidlig ved å muliggjøre oppdagelse av tidlige vekstmangler (som kantskader) og sykdommer.

Vår sensorplattform lar oss måle forholdene som er viktigst for plantevekst. Disse forholdene inkluderer klimaparametere og vanningsparametere (inkludert vann som tilføres/tømmes i tillegg til pH og EC). Ved GrowWise-senteret i Eindhovens High Tech Campus (HTC) samler vi inn rundt 1600 unike settpunkt- og sensoravlesninger hvert tiende minutt fra våre åtte klimaceller – verdifull kontinuerlig forskning som hjelper oss til å stadig bygge på kunnskapsbasen vår og forbedre løsningene vi kan by på.

Sensorene kan plasseres hvor som helst innenfor et vekstlag og kommuniserer trådløst dataene de samler til systemets backend. Skyapplikasjoner henter deretter disse dataene og visualiserer informasjonen som er mest relevant og nyttig for plantespesialister og dyrkere. Utviklingen av sensorplattformen er en del av Horizon 2020 Internet of Food (H2020 IoF), et innovasjonsprosjekt fra EU-kommisjonen (EC), der vi samarbeider tett med Staay Food Group.

Fordelene med moderne sensorteknologi og datavitenskap er allerede mange, men teknologiske fremskritt på områder som AI ser ut til å bli virkelig revolusjonerende. Signify forsker for tiden på AI-baserte algoritmer som kan trene modeller til å koble realiserte vekstforhold med realiserte vekstresultater, for eksempel i en prosess kjent som "overvåket læring". Dette vil til syvende og sist gjøre oss i stand til å forutsi de nøyaktige vekstbetingelsene for å oppnå optimal vekst – og møte de mest spesifikke dyrkerbehovene. AI-teknikker som maskinlæring kan også brukes til å analysere bilder av planters vekst for umiddelbart å oppdage eventuelle uventede avvik eller vekstmangler.

Akkurat nå tilfører sensor- og dataplattformen vår kombinert med skyapplikasjoner betydelig verdi for våre plantespesialister og kunder – fra å overvåke vekstprosessen og oppdage problemer så tidlig som mulig, til å akselerere utviklingen av nye optimaliserte vekstoppskrifter. Det er tydelig at sensorer og dataene de fanger opp spiller en sentral rolle i den fortsatte utviklingen av vertikale gårder. Signify og kundene våre vil ikke bare være en del av denne revolusjonen – vi vil drive den.