作者：Mike Parks 據聯合國預測，到2050年，全球人口將從目前的75億，增長至近100億。這意味著，將需要更多的糧食來養活激增的人口。若您覺得這不足以構成挑戰，那么，接下來看看耶魯大學最近的一項研究預測：在人口數字打破100億的同時，約有70%的人口生活在城市。鑒于2008年，城市居民數量剛剛超過非城市居民數量，這一預測結果著實令人難以置信。若考慮氣候和生態變化對傳統耕地造成的影響，即過度耕作或土地無法使用的情況，由此產生大規模的糧食短缺時，人類文明將陷入前所未有的人道主義危機中。換言之，我們需要開始以不同的方式思考農業經營。對于迫在眉睫的糧食危機，人類已高談闊論數十年，但直至目前，我們才擬出實際的方案來解決這一問題。這個概念就是：垂直農場（圖1）。 圖1：垂直農場將農業從農村轉移到城市（來源：維基百科） 垂直農場的概念直截了當：通過在摩天大樓里建造農場，使作物生產接近人口中心，以此取代傳統的耕地。農場不再以英畝的面積進行測量，而是以樓層數進行衡量。這是一個有趣的概念，既具有優勢，又富于挑戰。在一個封閉的垂直農場里，全年都將適合作物的生長。但獲得優勢的同時，付出的代價是，放棄了作物生長所需的充足的陽光和雨露。相反，必須通過技術給予作物生長所需的最貼近自然的環境。智能、自動化的環境監測和控制是垂直農場的關鍵推動者。 即使具有工業規模的垂直”工廠農場”看似有點未來主義，但它并沒有阻止人們采用一種DIY的態度去進行嘗試。制造界正致力于將制造精神和電子產品應用到種植作物的藝術上。垂直農場，以及如霧培和水培這樣的技術，都為當下熱衷食物研究的技術愛好者帶來了福音。從技術角度看，垂直農場就是控制環境條件。通過精確控制溫度、水合作用和光照射，將生長周期縮短50%，這便是基于霧培的垂直農場。對于許多制造商以農場為中心的環境控制產品，Arduino則扮演著重要的角色。 FarmBot包含了Arduino和另一個電機控制器盾，可以提供類似機器人控制的3D打印，以此利用各種設備，包括測量土壤含水量的濕度傳感器，以及種植種子、水作物，甚至去除雜草的機制。經證明，機器人控制在垂直農場中發揮著重要作用，因為鑒于垂直農場的垂直高度，人類的參與是十分低效且不安全的。對于這些復雜的農產品來說，Arduinos系列Arduino Mega這樣的產品十分受歡迎，因為其增加了GPIO針腳的數量，從而得以控制大量的外部傳感器和執行器(圖2)。 圖2：FarmBot使用了Arduino Mega和電機控制器盾（來源：維基百科） 當然，Arduino平臺能準確地監控傳感器，并與執行器或其他電子設備進行接口。垂直農場依賴這些傳感器，需要單個傳感器在生長周期中不斷監測和照料作物。技術的發展可謂日新月異，物聯網的出現使得這些資源和管理數據得到了更有效的利用。從傳感器中收集的數據將被傳送到收發器芯片中，如智能農場環境傳感器中的Microchip ATA8520單片機SIGFOX?射頻收發器，隨后又將傳送至無線媒介。這樣，農場主就可以通過無線媒介，了解作物生長情況，并在必要時做出調整。 圖3：Arduino MKR1000適合于許多物聯網技術 一些技術友好的社區，如Modern Farmer和FarmHack，則對垂直農場提供了指導，即如何構建自身的電子硬件，并將其融入垂直農場中。其中，一項名為Fido的項目則取得了立竿見影的效果，該項目旨在協助那些尋找簡單的基于SMS解決方案以遠程監控溫度條件的農場主。簡單則意味著設計非常緊湊，這樣，使用更小型的Arduino產品如Nano或MKR1000則非常合適。 最后，機器人城市農場系統(RUFS)明確了垂直農場和水培法的概念，這些概念可以適用于單個家庭或小型社區合作社(圖4)。RUFS是一個相當大膽的嘗試，但它為DIY垂直農場帶來了巨大的優勢。其開源計劃承諾，將創建一個垂直的水培花園，涵括自動灌溉周期、作物養分輸送、pH值監測和維護、溫度監測和維護、空氣循環控制，甚至是LED照明控制。實際上，RUFS由三個基于Arduino的子系統組成（可以稱之為機器人），包括氣候機器人、pH值機器人及水棲機器人。它們都將歸于基于Linux的計算機上進行更復雜的數據分析，并為垂直農場主提供用戶界面。 圖4：機器人城市農場系統:RUFS 您是垂直農場主么？期待看看您的農場或花園！使用Arduinos經營垂直農場還有什么方法？您在構建垂直農場或花園時還有什么特色的觀念？請在評論區留言。 原文鏈接： 發布文章均為獨家原創文章，轉載請注明來源。對于未經許可的復制和不符合要求的轉載我們將保留依法追究法律責任的權利。 (mbbeetchina)