Tietotekniikka kasvihuonetuotannossa

Tietotekniikka kasvihuonetuotannossa

Tietotekniikka kasvihuonetuotannossa

Ville Siivonen on tehnyt kandidaatintutkielman ICT:n hyödyntämisestä kasvihuonetuotannossa Helsingin yliopiston Maataloustieteiden laitokselle. Työssä käsiteltiin antureita (engl. sensor), tekoälyä ja robotiikkaa.  Ville on seurannut alan kehitystä myös tutkielman teon jälkeen ja laatinut seuraavan blogi-kirjoituksen. Linkki tutkielmaan löytyy artikkelin lopusta.

Villen mukaan anturiverkon käyttö mahdollistaa tietoa kerryttävän kasvihuoneen, mikä kerätyn tiedon perusteella ja tekoälyn ohjaamana toimisi itsenäisesti kasvuympäristön olojen säätelyssä ja kasvien seurannassa. Robotiikka korvaisi mekaaniset työvaiheet.

Tietotekninen kehitys kiihtyy

Viime aikoina alan tutkimusta ja sovelluksia on kehitetty edelleenkin kovaa vauhtia, mutta tavoite on syytä asettaa vielä korkeammalla. Mistä sitten johtuu tietokoneiden nopea ja tehokas voittokulku? Ateneumin taidemuseossa oli vuonna 2010 esillä suuri Pablo Picasson näyttely minne ICT-alalla toimiva työnantajamme tarjosi kulttuuripäivän. ICT-alalla moni on ehkä kuullut Picasson mielipiteen tietokoneista: ”Ne ovat hyödyttömiä, sillä ne antavat vain vastauksia”.

Tietokoneiden kehitys on viimeisen 60 vuoden aikana noudattanut kuuluisaa Mooren lakia, jonka mukaan tietokoneiden teho kasvaa tasaisin väliajoin kaksinkertaisesti. Tehon eksponentiaalinen kasvu on tarkoittanut tietokoneiden miljoonakertaista halventumista ja tuhatkertaistunutta laskentatehoa. Kasvu oli alussa hidasta, mutta viimeisten kahden vuosikymmenen aikana tietotekniikka on syrjäyttänyt kokonaisia toimialoja. Picasson vanhat maalaukset ja veistokset ovat tänä aikana pitäneet tehonsa. Tieteessä hyvä vastaus pyritään korvaamaan paremmalla ja tietotekniikan kehityksen vauhtiin on syytä pyrkiä mukaan.

Viime vuosina perintöaineksen (genomin) sekvensoinnin kustannukset ovat merkittävästi pienentyneet, jopa enemmän kuin Mooren laki ennustaa (Lähde: https://www.genome.gov/sequencingcosts/)

Digitalisoinnilla laskutehon kasvun hyödyt käyttöön

Digitalisaatio nähdään usein työvaiheen muuttamisena tietokoneiden laskutehoa hyödyntäväksi prosessiksi. Työvaihe voidaan tehdä tämän jälkeen päivä päivältä nopeammin laskutehon kasvaessa. Kasvitutkimuksessa hyvä esimerkki on professori Paula Elomaan Voimakas-blogissa mainittu genomin sekvensointi, jonka hinta on laskenut bioteknologian kehityksen ansiosta jopa nopeammin kuin Mooren laki ennustaa. Tietotekniikan hyödyt eivät välttämättä näy heti. Kelvottoman työvaiheen digitalisoinnista ei sen sijaan saada mitään hyötyä vaan usein käy päinvastoin.

Mitä tulevaisuudessa?

Antureiden hinta laskee koko ajan ja tämä on merkittävä vaatimus kaupallisten sovellusten kannalta. Älylaitteiden ja esineiden internetin myötä periaatteessa kaikki on mahdollista kytkeä osaksi verkkoa. Kasvihuoneella voidaan kaapata kaikki tärkeä tieto reaaliaikaisesti. Tiedon pohjalta tekoäly kykenee autonomisesti ohjaamaan kasvihuonetta tavoitteena kasvien optimaalinen kasvu ja kehitys.

Pilvipalvelut mahdollistavat melkein rajattoman laskutehon tarpeen mukaan ja ne tuovat 3D-tulostimet kaikkien ulottuville. GPS, kamerat ja tietokoneet parantuvat ja tulevat edullisemmiksi joka vuosi. Itseohjautuvat autot edistävät robotiikkaa. Monella työtoverina on jo robotti tai tekoäly ja tämä kehitys jatkuu. Yleisesti tietoturvan ja yksityisyyden tärkeyttä kysytään nyt ja myös tulevaisuudessa.

Puutarhatuotantoa avaruudessa vuonna 2017

Tavoitteet on hyvä pitää korkealla kasvintutkimuksessa ja tietotekniikan hyödyntämisessä. Korkealle nouseva esimerkki löytyy pian kansainväliseltä avaruusasemalta. Maaliskuussa 2017 asemaan liitetään ”Advanced Plant Habitat” nimeä kantava moduuli, joka on suurin kasvien kasvuun tarkoitettu kammio avaruudessa koskaan.  Täysin automatisoitu suljetun kierron puutarhatuotanto hoituu 180 anturin, valaisimien ja ohjelmiston avulla mahdollistaen isojen kasvien kasvatuksen painovoimattomassa tilassa.

ICT:n avulla sosiaalipoliittisia ongelmia on vaikea ratkoa, joten vastauksia aivan kaikkiin kysymyksiin ei ainakaan vielä saada.  Vastauksia teknisiin kysymyksiin joudumme odottamaan yhä vähemmän aikaa vaikka kysymykset vaikeutuvatkin. Tuskin luovuuskaan on tietokoneiden tavoittamattomissa.

It-arki ei ole monella toimialalla yhtä näyttävää kuin NASA:lla tai Piilaaksossa, mutta monenlaista onnistumista ja ongelmaa on yli 10 vuoden aikana päästy kokemaan. Tavoite varmempaan ja tehokkaampaan tietojenkäsittelyyn ja kehityksen aktiivinen seuraaminen on nostettu tukitoimista keskeiseksi osaksi yrityksen liiketoimintaa.

Kasvihuonetuotannossa ja kasvintutkimuksessa on valtava potentiaali ja tietotekniikalla on paljon tarjottavana tulevina vuosina. Kasvinjalostus ja keinotekoisen ilmaston optimaalinen hallinnointi kasvihuoneilla on auttanut ihmiskunnan avaruuteen ja voi viedä tulevaisuudessa vaikka Mars-planeetalle!

Artikkelikuva: Avaruuteen lähetettävä edistyksellinen kasvintuotantoympäristö (APH- Advanced Plant Habitat), jossa kaikki kasvin tarvitsemat kasvutekijät säädetään täysin automaattisesti ja ”millin” tarkkuudella (Lähde: NASA/Bill White https://www.nasa.gov/image-feature/prototype-of-space-stations-advanced-plant-habitat)

Ville Siivonen: Tietotekniikan (ICT) hyödyntämismahdollisuudet modernissa kasvihuonetuotannossa

1 Comments

  1. Taina Eriksson
    17.02.2017 at 11:58 am
    Reply

    Tekniikkaa tosiaan kehitetään kiihtyvällä vauhdilla. Sen hyödyntäminen kuitenkin edellyttää, että yrityksen toimintaa mietitään uusiksi. Vanhat toimintatavat eivät välttämättä toimi uuden teknologian kanssa. Eli uudistumista tarvitaan monella tasolla.

Leave a Comment

*