{"id":13182,"date":"2023-10-31T14:55:52","date_gmt":"2023-10-31T14:55:52","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/biologisch-abbaubare-sensoren-revolutionieren-die-praezisionslandwirtschaft\/"},"modified":"2023-10-31T14:57:00","modified_gmt":"2023-10-31T14:57:00","slug":"biologisch-abbaubare-sensoren-revolutionieren-die-praezisionslandwirtschaft","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/biologisch-abbaubare-sensoren-revolutionieren-die-praezisionslandwirtschaft\/","title":{"rendered":"Biologisch abbaubare Sensoren revolutionieren die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft"},"content":{"rendered":"\n<p>Forscher der japanischen Universit\u00e4t Osaka haben eine neue Technologie zur Erfassung der Bodenfeuchtigkeit entwickelt, die auf weitgehend biologisch abbaubaren Sensoren basiert. In der Landwirtschaft werden Sensoren normalerweise in hoher Dichte verwendet \u2013 und m\u00fcssen bislang nach ihrem Gebrauch entfernt werden. Die neu entwickelte Technologie erm\u00f6glicht ein hyperdichtes und nachhaltiges System, das abbaubare Sensoren, eine drahtlose Stromversorgung sowie die mit W\u00e4rmekamerabildern gesammelten Informationen kombiniert.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine dichte Installation von Sensoren in der Landwirtschaft und Nachhaltigkeit widersprechen sich bis zu einem gewissen Ma\u00dfe. Denn oft sind Einsammeln und Entsorgen der verbrauchten Ger\u00e4te ein Problem. So berichten die Forscher von fr\u00fcheren Studien, bei denen unz\u00e4hlige Sensoren als Pflanzensamen verbreitet wurden, aber schlie\u00dflich wieder aus dem Boden entfernt werden mussten, weil sie eben nicht abbaubar waren. \u201eMit anderen Worten: Die R\u00fcckgewinnung und Entsorgung von Sensoren ist h\u00e4ufig ein Problem, das die Dichte und die breitere Anwendung von Sensoren in der Landwirtschaft einschr\u00e4nkt\u201c, so die Wissenschaftler.<\/p>\n\n\n\n<p>Den japanischen Forschern zufolge sind die meisten Sensorkomponenten biologisch abbaubar. Das Abfallmaterial hat nur minimale negative Auswirkungen auf die Umwelt. Dar\u00fcber hinaus tr\u00e4gt die D\u00fcngemittelkomponente im Substrat dazu bei, das Pflanzenwachstum zu stimulieren.<\/p>\n\n\n\n<p>Die neuen japanischen Sensoren verwenden ein biologisch abbaubares Nanopapiersubstrat, nat\u00fcrliches Wachs und eine umweltfreundliche Zinnleitung, so die Forscher. Die Sensoren geben ein thermisches Signal ab, das vom Feuchtigkeitsgehalt des Bodens abh\u00e4ngt. Gleichzeitig sammelt die W\u00e4rmebildkamera Daten \u00fcber den Feuchtigkeitsgehalt und den Standort der Sensoren.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"960\" height=\"661\" src=\"https:\/\/network-king.net\/wp-content\/uploads\/2023\/10\/osaka.jpg\" alt=\"Skizze von biologisch abbaubaren Feuchtigkeitssensoren\" class=\"wp-image-13161\" style=\"aspect-ratio:1.4523449319213313;width:569px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/network-king.net\/wp-content\/uploads\/2023\/10\/osaka.jpg 960w, https:\/\/network-king.net\/wp-content\/uploads\/2023\/10\/osaka-300x207.jpg 300w, https:\/\/network-king.net\/wp-content\/uploads\/2023\/10\/osaka-768x529.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 960px) 100vw, 960px\" \/><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>In ihrer Studie haben sich die Wissenschaftler auf Bodenfeuchtesensoren konzentriert \u2013 diese sind in der Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung. Sie k\u00f6nnen in gro\u00dfer Anzahl auf den Anbaufl\u00e4chen ausgebracht werden, \u00e4hnlich wie D\u00fcnger. Von dort aus erhalten die Sensoren Energie von drahtlosen Stromversorgungen, die die thermischen Signale \u2013 eine Art Mini-Heizung \u2013 aktivieren. Die Effizienz der Energie\u00fcbertragung zu den Sensoren variiert mit dem Feuchtigkeitsgehalt der Bodenoberfl\u00e4che, gleichzeitig spiegelt sie sich in der Temperatur der Heizung wider. Auf diese Weise l\u00e4sst sich der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens anhand verschiedener Parameter mit einer W\u00e4rmebildkamera bestimmen. Standort und Bodenfeuchte wird anhand der relativen Position der Kamera auf der Bodenoberfl\u00e4che genau erfasst.<\/p>\n\n\n\n<p>Nach einer bestimmten Nutzungsdauer (z. B. am Ende einer Saison) k\u00f6nnen die Sensoren kultiviert werden, sodass schlie\u00dflich die D\u00fcngekomponenten aus dem Papiersubstrat an den Boden abgegeben werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine drahtlose Stromquelle, die mit magnetischer Resonanz gekoppelt ist, speist die Sensoren. Den Forschern zufolge kann das neue System noch weiterentwickelt werden, insbesondere im Hinblick auf die Konfiguration der Sensoren. Denn: In der durchgef\u00fchrten Studie wurden die Sensoren in einer optimalen Position und bestm\u00f6glichen Winkeln f\u00fcr die drahtlose Energie\u00fcbertragung platziert. In der t\u00e4glichen landwirtschaftlichen Praxis ist es nicht m\u00f6glich, die Bodenoberfl\u00e4che komplett eben zu halten. Deshalb ist es notwendig, die Sensoren und das Energie\u00fcbertragungssystem zu verbessern, um Unebenheiten im Gel\u00e4nde und \u00c4nderungen des Winkels bei der \u00dcbertragungsspule auszugleichen.<\/p>\n\n\n\n<p>Eine weitere Aufgabe ist, eine einheitliche Stromversorgung zu entwickeln, um m\u00f6glichst viele Sensoren zu speisen und so ein potenzielles Hindernis bei der Skalierung des neu entwickelten Systems zu \u00fcberwinden. Ein weiterer Punkt, bei dem sich noch Optimierungspotenzial offenbart: Die abbaubaren Sensoren m\u00fcssen so aufgestellt werden, dass sie sich an die Zielkultur und den Installationsort anpassen.<\/p>\n\n\n\n<p>Anwendbar auf viele Bereiche: Die Wissenschaftler aus Osaka weisen darauf hin, dass das vorgestellte Konzept zwar auf Anwendungen in der Landwirtschaft basiert, aber nicht einzig auf diesen Bereich beschr\u00e4nkt ist. Denkbar w\u00e4re, es beispielsweise auf die Welt der Logistik auszuweiten, wo gro\u00dfe Mengen von Sensoren zur Warenverfolgung gern gesehen sind.<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/onlinelibrary.wiley.com\/doi\/10.1002\/adsu.202300314\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Die zitierte Studie<\/a> wurde k\u00fcrzlich in Advanced Sustainable Systems ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-markt-fur-prazisionslandwirtschaft\">Markt f\u00fcr Pr\u00e4zisionslandwirtschaft<\/h2>\n\n\n\n<p>Die sogenannte Pr\u00e4zisionslandwirtschaft oder intelligente Landwirtschaft zeichnet sich durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien wie dem Internet der Dinge (IoT), Sensoren und weitreichenden Netzwerken mit geringem Energieverbrauch, k\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) und Satelliten aus. All diese Technologien tragen dazu bei, die Produktivit\u00e4t und Nachhaltigkeit im landwirtschaftlichen Sektor zu steigern: Wenn sich pr\u00e4zise Informationen \u00fcber Bew\u00e4sserungswasser, D\u00fcngemittel, N\u00e4hrstoffe, Herbizide und Pestizide erheben lassen, sind diese Ressourcen viel zielgerichteter einsetzbar.<\/p>\n\n\n\n<p>Nach Untersuchungen von Straits Research wird der Markt der Pr\u00e4zisionslandwirtschaft bis 2030 weltweit voraussichtlich 66,8 Milliarden US-Dollar erreichen \u2013 mit einer durchschnittlichen j\u00e4hrlichen Wachstumsrate von 18,4 % im Prognosezeitraum ab 2022. Nordamerika ist die am weitesten fortgeschrittene Region in Bezug auf den landwirtschaftlichen Einsatz von Digitaltechnik.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Markt l\u00e4sst sich grundlegend in Hardwaresysteme, Software und Dienstleistungen unterteilen. Das Hardwaresegment ist f\u00fchrend in der intelligenten Landwirtschaft, gefolgt von Dienstleistungen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Forscher der japanischen Universit\u00e4t Osaka haben eine neue Technologie zur Erfassung der Bodenfeuchtigkeit entwickelt, die auf weitgehend biologisch abbaubaren Sensoren basiert. In der Landwirtschaft werden Sensoren normalerweise in hoher Dichte verwendet \u2013 und m\u00fcssen bislang nach ihrem Gebrauch entfernt werden. 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