Digitálne dvojča od Siemensu zrýchlilo testovanie návrhu trvalo udržateľnej podvodnej biosféry Nemo's Garden. Mohla by priniesť revolúciu do poľnohospodárstva.
Text: Siemens
Foto: OceanReefGroup 2022 a Siemens
Startup Nemo’s Garden založil v roku 2012 šéf talianskeho výrobcu vybavenia pre potápačov Sergio Gamberini a jeho syn Luca. Ich cieľom je vytvoriť technológiu na pestovanie plodín na dne mora. Kľúčovým prvkom ekosystému je podvodný skleník, ktorý ťaží z využitia pozitívnych environmentálnych faktorov oceánu – stabilnej teploty, zavlažovania z odparenej vody, absorpcie CO2 a prirodzenej ochrany pred škodcami. To všetko vytvára ideálne prostredie pre pestovanie poľnohospodárskych plodín.
Startup už postavil na dne mora niekoľko prototypových biosfér, kde otestoval rôzne plodiny. Prvé výsledky vzbudzujú nádeje, pretože rastliny sú nutrične bohatšie ako tradične pestované. Lenže prototypy zároveň narazili na svoje limity – neboli vhodné pre nasadenie v širšom meradle, ktoré by prinieslo aj obchodný úspech.
Tím Nemo's Garden vedel, čo ho čaká. Ďalších desať rokov zdĺhavého fyzického testovania a náročného manuálneho monitorovania. Krátke letá a počiatočné obmedzenia technológie totiž dovoľujú len jeden rastový cyklus ročne, čo znamená jeden inovačný cyklus za rok.
Oslovili preto Mattea Cavalleroniho z brazílskej technologickej firmy TekSea, aby im poradil, ako využiť moderné technológie pri vývoji a testovaní bisfér. Odporučil im spoločnosť Siemens a jej portfólio so softvérom Xcelerator, ktorý má potenciál skrátiť inovačné cykly a rýchlejšie posunúť technológiu k priemyselnému využitiu.
Digitál na dne mora
„Bol som očarený, keď som prvýkrát uvidel digitálne dvojča od Siemensu. Nemo’s Garden je unikátny systém a musíme ho prispôsobiť rôznym prostrediam, kde ho chceme inštalovať. Ak tieto prostredia dokážeme virtuálne modelovať skôr, ako začneme, môžeme predvídať a riešiť všetky možné prekážky,“ hovorí Luca Gamberini.
Digitálne dvojča umožňuje pochopiť prúdenie vody okolo tvarov biosfér, odhaľuje kritické body na štruktúre i konštrukcii. Modeluje tiež rôzne interakcie slnečného žiarenia, teploty a ďalších fyzikálnych faktorov, ako aj ich pôsobenie na rast plodín.
Komplexné digitálne dvojča zahŕňa nielen vývoj konštrukcie pomocou softvéru Siemens NX™. Softvér Simcenter™ STAR-CCM+™ umožňuje aj simuláciu podmienok pestovania v kopulách a interakciu zariadení v prostredí, v ktorom sú nainštalované.
Vďaka digitálnym technológiám vývoj Nemo’s Garden nelimitujú poveternostné podmienky a sezónnosť, ani obmedzenia pri potápaní a monitorovaní. Biosféry možno testovať vo virtuálnom svete, čo dovoľuje výrazne zrýchliť dizajn.
Okrem samotnej konštrukcie biosféry potrebovala Nemo's Garden optimalizovať aj procesy pestovania a zberu rastlín. Aby bolo hospodárenie efektívne, nie je možné pravidelne posielať na morské dno vyškolených potápačov, aby sledovali rast plodín. Aj tu pomohli skúsenosti spoločnosti Siemens, ktorá ponúkla digitálny a automatizovaný prístup, založený na softvéri pre automatizáciu tradičných poľnohospodárskych postupov.
Základom je služby MindSphere® – do cloudu nahrali videá pestovateľských cyklov plodín, informácie o rôznych štádiách ich rastu a zdravotných podmienkach spolu s dátami z tradičných poľnohospodárskych operácií. Na základe toho je umelá inteligencia schopná trénovať algoritmus strojového učenia na monitorovanie rastu rastlín v podmienkach, ktoré vytvára prostredie kopúl.
Algoritmus je nasadený na platforme Siemens Industrial Edge a v každej biosfére možno rastliny odkiaľkoľvek monitorovať cez cloudový displej počas celej sezóny a v reálnom čase. V budúcej sezóne pripoja Industrial Edge k pohonom, aby automaticky riadil cirkuláciu vzduchu, vlhkosti, zavlažovania a dávkovania živín.
Čo sa začalo ako nápad na priateľskej večeri, rozvinulo sa do komplexnej digitálnej transformácie a vývoja jedinečnej podmorskej argoplatformy. Inovované biosféry síce musia čakať na nasledujúcu vegetačnú sezónu, no vývojový tím môže pokračovať v optimalizácii svojich návrhov a automatizácii procesov pre špecifické podmienky v moriach na celom svete.
„Digitalizácia je prínosom pre všetky spoločnosti, nielen pre tie veľké. Naša spolupráca so startupmi posilňuje ich vplyv na svet a pomáha urýchľovať inovácie. Je skvelé, keď nájdeme zanietený tím, ktorý pracuje na tom, aby nakŕmil ľudí a zároveň mal pozitívny vplyv na životné prostredie. Takáto spolupráca inšpiruje aj naše tímy“, hovorí Eryn Devola, viceprezidentka pre udržateľnosť v spoločnosti Siemens Digital Industries Software so sídlom v meste Plano v Texase v Spojených štátoch.
Ak sa chcete dozvedieť viac o Nemovej záhrade, navštívte webstránku Nemo's Garden
Hlavná - Nemo's Garden je startup zameraný na udržateľné pestovanie plodín na dne mora.
Pomocou Siemens Xcelerator a digitálneho dvojčaťa možno testovať prototypy bez potreby ich fyzického nasadenia, čo urýchľuje vývoj podmorských záhrad.
Siemens Xcelerator je komplexné portfólio softvéru, služieb a platformy pre vývoj aplikácií.
Link na video https://www.youtube.com/watch?v=-flwwKRDiHw.
Umelá inteligencia sa rýchlo rozvíja a jej vplyv sa čoraz viac prejavuje aj v stavebnom sektore. AI ho pritom môže transformovať prakticky celý – od fázy návrhu až po samotnú výstavbu budov.
Elektromobilita je dnes v automobilovom priemysle témou číslo jeden – aspoň pokiaľ hovoríme o bežných osobných autách. Japonská Honda sa však elektrický pohon pokúša priniesť aj do sveta motocyklov, v ktorom môže nadviazať na ohromnú tradíciu a mnohé úspešné modely so spaľovacím pohonom.
Siemens Healthineers je spoločnosť, ktorá vyvíja diagnostické a terapeutické zariadenia pre svetové aj slovenské nemocnice. Ide napríklad o moderné röntgeny, ultrazvukové, MRI (magnetická rezonancia) alebo CT skenery. Svoje zastúpenie má aj v Bratislave, odkiaľ zabezpečuje predaj, inštaláciu, údržbu a servis zdravotníckych prístrojov v nemocniciach a klinikách po celej krajine.
Inteligentné budovy svojim obyvateľom prinášajú zvýšený komfort, benefity sa však môžu prejaviť aj na úspore energií, píše theenergymix.com.