Bạn không nghĩ mình sẽ ăn sandwich phô mai và bít tết mãi mãi chứ? Áp lực dân số có nghĩa là thực đơn của tương lai có thể rất khác – và các công nghệ mới đang giúp các nhà khoa học thực phẩm trở nên sáng tạo. Công nghệ giúp chúng ta phần nào hình dung bức tranh của ngành sản xuất thực phẩm tương lai.
Dân số toàn cầu đang hướng tới 8 tỷ người. Đến năm 2050 con số này dự kiến là gần 10 tỷ người, với khoảng 70% dân số sinh sống tại các thành phố. Khi dân số tăng lên, các mô hình sản xuất lương thực hiện tại ngày càng trở lên không bền vững. Tìm kiếm thức ăn hiệu quả hơn có thể là sự khác biệt giữa bữa tiệc và nạn đói.
Một loạt các công nghệ mới đã và đang trao quyền cho nông dân, các nhà khoa học và các nhà kinh doanh thực phẩm, để dấy lên một tầm nhìn về tương lai của thực phẩm. Bạn đã sẵn sàng cho một cuộc cách mạng ăn được?
Ngành sản xuất thực phẩm tương lai: Tăng tốc độ biến đổi hạt giống
Bằng cách đẩy nhanh chu kỳ sinh trưởng và sinh sản của cây trồng, các nhà khoa học và nhà lai tạo trên toàn thế giới có thể chế tạo các loại thực vật giàu dinh dưỡng, kháng bệnh và thích nghi tốt hơn với những thay đổi về khí hậu. Nhưng bằng cách nào?
Tốc độ nhân giống có thể chỉ là tấm vé vàng báo trước cuộc cách mạng nông nghiệp tiếp theo. Một khái niệm có nguồn gốc từ NASA, tốc độ nhân giống tối ưu hóa những thứ như ánh sáng, dinh dưỡng và cung cấp nước để làm cho cây phát triển nhanh hơn. Các loại cây trồng “dài ngày” như lúa mì, lúa mạch và đậu chickpea tiếp xúc với ánh sáng liên tục 22 giờ mỗi ngày thông qua các bóng đèn LED. Dưới những điều kiện này, các nhà khoa học đã có thể trồng các loại cây như lúa mì từ hạt giống đến hạt giống chỉ trong tám tuần.
Điều đó cho phép các nhà lai tạo phát triển lên đến sáu thế hệ mỗi năm. Với mỗi thế hệ mới, các nhà nghiên cứu cố gắng sinh sản trong các đặc điểm mong muốn trong khi lai tạo những loài không mong muốn, tạo ra hạt giống trong phòng thí nghiệm phát triển mạnh trong lĩnh vực này – đủ kiên cường để chịu được bất cứ điều gì mà Mẹ Thiên nhiên trao cho chúng.
Nuôi trồng thực vật theo phương thức xếp tầng
Phải mất rất nhiều đất để trồng các loại cây trồng mà chúng ta tiêu thụ (và nuôi những con vật mà chúng ta tiêu thụ). Ngân hàng Thế giới cho biết 37% diện tích đất trên hành tinh chúng ta được sử dụng cho nông nghiệp. Đó là hơn một phần ba – một khu vực rộng lớn – và dân số càng lớn thì chúng ta càng cần nhiều không gian để canh tác.
Nhưng nếu trang trại phát triển thay vì mở rộng thì sao? Đó là suy nghĩ đằng sau cây trồng của Plantagon: các tòa nhà cao tầng kết hợp canh tác theo chiều dọc với không gian dân cư hoặc kinh doanh trong hệ thống cộng sinh, sử dụng cơ sở hạ tầng đô thị như làm mát, sưởi ấm, khí sinh học và nước để hỗ trợ sản xuất lương thực. Plantagon thậm chí còn thiết kế một dây chuyền sản xuất có thể luân chuyển cây trồng từ sàn đến trần khi chúng phát triển, được định giờ để cây trồng sẵn sàng thu hoạch vào thời điểm chúng đạt tới đáy của tòa nhà.
Phương pháp trồng trọt thẳng đứng được dự đoán sẽ trở nên phổ biến từ năm 2027
Đưa sản xuất cây trồng vào khu vực đô thị giảm khoảng cách từ “cánh đồng” sang ngã ba, loại bỏ một số thách thức về tài chính và môi trường. Trong khi đó, ý tưởng tạo ra các tòa nhà lai là một phần trang trại, một phần không gian sống / văn phòng giúp khắc phục những thách thức về kinh tế và thương mại của việc sử dụng bất động sản đô thị chính dành riêng cho sản xuất cây trồng. Về bản chất, vốn tạo ra từ tiền thuê nhà / văn phòng giúp hỗ trợ khía cạnh canh tác của tòa nhà.
Một trang trại bên trong một container vận chuyển hàng hóa
Trên quy mô nhỏ hơn một chút, nếu bạn (hoặc bất kỳ ai khác) có thể bắt đầu một trang trại bền vững bên trong một container vận chuyển? Nhờ trang trại vận chuyển hàng hóa, bạn có thể. Máy Leafy Green về cơ bản là một container vận chuyển bốn mươi foot sử dụng hydroponics và kiểm soát khí hậu tự động để phát triển các sản phẩm tươi sống 24.7.365 – từ bất cứ nơi nào trên thế giới. Năng suất tiềm năng tương đương với 1.000 đầu rau diếp mỗi tuần. Đó là quá đủ để mang lại một phần hào phóng của tính tự bền vững cho doanh nghiệp của bạn.
Ồ, và chúng tôi đã đề cập rằng Freight Farms là một khách hàng SOLIDWORKS? Phần mềm SOLIDWORKS là một công cụ thiết yếu trong quá trình thiết kế và kỹ thuật của Leafy Green Machine, cho phép nhóm di chuyển nhanh chóng từ giai đoạn khái niệm, thông qua việc tạo mẫu nhanh và xác nhận thiết kế. Tất cả mà không xây dựng một nguyên mẫu vật lý duy nhất. SOLIDWORKS cũng giúp dễ dàng tạo tài liệu sản xuất cho sản xuất cũng như hình ảnh cho tài liệu tiếp thị.
Nuôi tôm trong vườn sau của bạn
Con người chúng ta ăn nhiều hải sản. Trong thực tế việc nuôi trồng thủy sản toàn cầu chiếm hơn một nửa số hải sản sản xuất cho con người. Thật không may mà điều này đi kèm với những biến chứng của môi trường.
Nuôi tôm chủ yếu diễn ra ở các vùng nhiệt đới. Ngành công nghiệp đã dẫn đến việc phá hủy môi trường sống ven biển nhạy cảm đối với nuôi tôm. Khoảng 1/5 diện tích rừng ngập mặn trên thế giới đã bị phá hủy do mở rộng nuôi tôm và nuôi cá. Những rừng ngập mặn hấp thu carbon dioxide, cung cấp một bộ đệm bảo vệ từ các cơn bão ven biển và cung cấp môi trường sống có giá trị cho hải sản tự nhiên.
Nhưng nếu bạn có thể trồng tôm từ bất cứ đâu – từ sa mạc Gobi đến khu vườn của riêng bạn thì sao? Với công nghệ Biofloc bạn có thể sớm có thể. Kỹ thuật canh tác mang tính cách mạng này làm cho đại dương mở ra có lợi cho các vùng nuôi trồng nhân tạo, nơi mà khí hậu vi mô được kiểm soát nhân tạo khiến cho tôm nuôi có được điều kiện thoải mái. Khi tôm phát triển, vi sinh vật được đưa vào hệ sinh thái để giải độc nước và loại bỏ chất thải của tôm. Những vi sinh vật này được tiêu thụ bởi động vật phù du. Động vật phù du lần lượt trở thành thức ăn cho tôm, cho phép nông dân đáp ứng một số nhu cầu dinh dưỡng của tôm.
Robot nông thôn tăng sản lượng nông nghiệp
Robot nông nghiệp được dự đoán sẽ trở nên phổ biến từ năm 2021
Drone, robot tự động và máy học: Đã đến lúc phải thay đổi. Viện Robotics của Đại học Carnegie Mellon đang bắt tay vào một dự án để sử dụng máy bay không người lái và robot tự động để giúp nông dân phát triển thức ăn nhanh hơn, thông minh hơn và phong phú hơn.
Là một phần của dự án, nhóm nghiên cứu đã phát triển một rô bốt tự động có khả năng khảo sát trực quan các cánh đồng trồng trọt để dự đoán năng suất trái cây dự kiến sau này trong mùa. Sau đó, nó có thể tỉa lá và trái cây để duy trì sự cân bằng hoàn hảo giữa khu vực lá và trái cây. Hay nhất của tất cả, robot tự trị không bao giờ phàn nàn về một cái lưng đau.
Ong Robot
Trong những năm gần đây tình trạng ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu đã tàn phá các quần thể ong trên toàn thế giới. Đó là một vấn đề lớn. Ong giúp thụ phấn khoảng một phần ba số cây trồng được tiêu thụ phổ biến ở thế giới phương Tây. Ít ong hơn có nghĩa là ít dâu tây, hạt hướng dương, mầm và nhiều hơn nữa. Điều này ảnh hưởng trực tiếp và nghiêm trọng đến ngành sản xuất thực phẩm.
Một số chiến lược đang hình thành để thử và lưu ong mật khiêm tốn từ một sự sụp đổ không kịp thời. Nhưng Đại học Harvard đang làm việc trên một chính sách bảo hiểm chỉ trong trường hợp: RoboBees. Những vi khuẩn tự trị này có cánh và sử dụng cảm biến (lấy cảm hứng từ ăng ten của những con ong thật) cho phép mỗi RoboBee cảm nhận và phản ứng với môi trường của chúng. RoboBees có thể sẵn sàng để bắt đầu thụ phấn trong vòng một thập kỷ.
Ong Robot – Robotbee
Việc tìm kiếm thức ăn của ngày mai bắt đầu hôm nay
Thế giới của những con ong rô bốt, bánh mì kẹp thịt cricket và thịt được trồng trong đĩa Petri có vẻ xa lạ. Bạn có thể không muốn tin rằng tôm có thể được trồng ở Sahara. Nhưng có một điều không thể phủ nhận: khi dân số tăng lên, chúng ta cũng cần những nguồn thực phẩm có dấu chân kinh tế và môi trường bền vững. Cái gì đó phải thay đổi. Tại sao không bắt đầu tìm kiếm câu trả lời ngay bây giờ với ngành sản xuất thực phẩm?
“Hệ sinh thái đóng” được dự đoán sẽ trở nên phổ biến từ năm 2021. Đây là một hệ sinh thái “tự thân vận động”, không chịu ảnh hưởng của những tác nhân bên ngoài hệ thống. Về mặt lý thuyết, một hệ thống đóng như thế này có thể chuyển đổi các sản phẩm phế thải thành oxy, thực phẩm và nước nhằm cung cấp cho quá trình sinh trưởng cây trồng bên trong hệ thống.
Phần mềm SOLIDWORKS là phần mềm thiết kế 3D cơ khí nổi tiếng thế giới. SOLIDWORKS được sử dụng trong thiết kế, chế tạo robot và trong hầu hết các ngành công nghiệp.
Ann Pham (Tổng hợp)