Visste du at NASAs forskning på vertikalt landbruk ledet til aeroponi? De fant opp denne formen for plantevekst for å dyrke mat i verdensrommet. Slik kunne astronautene kultivere planter uten dyrkbar jord og med lite tilgang på vann og gjødsel.
NASA er en av de fremste pionerne innen vertikalt landbruk. For øyeblikket forsker de på plantevekst for fremtidens ekspedisjoner til månen og mars. Teknikkene de utvikler tar vertikalt landbruk til nye høyder og styrker CEA-bransjen på globalt plan.
Relevant artikkel: Hvorfor vokser CEA-bransjen så fort? (Controlled Environment Agriculture)
NASA er ikka alene om å satse stort på forskning på vertikalt landbruk. Microsoft Research leder an forskningen på automasjon av innendørs plantevekst med AI. De har stor tro på at vertikalt landbruk kan løse fremtidens globale matproblemer.
Dagen da innendørs plantevekst tar av for fullt nærmer seg med stormskritt. La oss derfor se litt nærmere på forskningen som driver CEA-bransjen fremover.
Innhold
- Kunstig intelligens (AI) automatiserer vertikalt landbruk
- Forskning på vertikalt landbruk løser matmangel og miljøkriser
- Matvarehandelens neste storindustri vokser vertikalt
Kunstig intelligens (AI) automatiserer vertikalt landbruk
Inntil ganske nylig har vertikalt landbruk vært relativt kostbart. Det har ikke vært umulig å tjene penger på innendørs plantevekst, men det har krevd god strategi. Eksempelvis har resultatene avhengt av god markedsføring og høyere utsalgspriser enn planter som er dyrket utendørs.
I det siste har plantevitenskapen gjort gjennombrudd på flere fronter. Dette har resultert i betydelig senkede kostnader for vertikale landbruk. Spesielt med tanke på automasjon av plantevekst og LED-lamper har teknologien tatt stormskritt.
Vi har allerede skrevet mye om de siste utviklingene innen LED-teknologi. Finn ut mer i vår artikkel om hvordan du effektiviserer innendørs plantevekst med LED.
Ken Tran er en av Microsoft sine fremste forskere på innendørs plantevekst. Hovedsakelig forsker han på utvikling av ny AI-teknologi. Nøkkelen til effektivisert vertikalt landbruk er nemlig prosessering av store mengder presise data på kort tid.
Data fra vekstanleggene blir behandlet av kunstig intelligens i skyen. Deretter kan lysforholdene endres for best plantevekst, eventuelt reduseres for å senke energikostnadene. På samme vis kan næringstilførselen justeres for optimal plantevekst.
Optimale planteoppskrifter med AI
Eri Hayashi fra Japan Plant Factory Association jobber med utvikling av planteoppskrifer. Hun beskriver disse oppskriftene som en liste over plantenes behov. Et sentralt problem er de mange faktorerene som spiller inn for at plantevekst skal bli optimal.
Det er snakk om alt fra lys- og vannforhold, til nærings- og CO2-verdier. På grunn av det store antallet kombinasjoner har Eri kun optimalisert oppskrifter for et begrenset antall planter. Ny AI-teknologi har derimot satt fart på prosessen.
Før AI kom på banen ble planteveksten overvåket manuelt. Lærende maskiner analyserer tusenvis av plantebilder på en brøkdel av tiden. Slik automatiseres problemløsing i moderne innendørs landbruk.
AI-utviklingen legger også til rette for selvgående og effektiv planteproduksjon i urbane landskap. Konsekvensene av dette vil være styrket lokal matvareproduksjon. Lagring og levering av mat i tett befolkede områder blir omstrukturert og effektivisert.
Om ti års tid er det fullt mulig at vanlige boligblokker utstyres med egne innendørs landbruk, sier Tran. Snart vil det dukke opp firmaer som tilbyr hjemkjøring av ferske planter fra vertikale landbruk.
Dagens teknologi tillater oss å levere planter på døra som ble høstet for bare to timer siden. Tran ser for seg hjemkjøring av grønnsaker på samme skala som pizzaer leveres i dag.
Forskning på vertikalt landbruk løser matmangel og miljøkriser
FN anslår at jordens befolkning vil være 9.7 milliarder innen 2050. Det vil si at vi trenger å brødfø 2.3 milliarder flere mennesker enn i dag. Ikke bare det, men brorparten av disse menneskene kommer til å være bosatt i urbane områder.
En slik overbefolkning vil presse matindustrien voldsomt. Behovet for kjøtt vil være umettelig. Raskt økende urbanisering vil etterlate lite dyrkbar mark. Det vil til slutt ikke være mulig å avle frem mat til alle produksjonsdyrene. Vi står med andre ord ovenfor en reell matkrise.
I tillegg viser forskning at dagens landbruk står for 24% av utslipp av klimagasser. Transporten av all denne maten bidrar til enda mer utslipp. Dette kan reduseres kraftig dersom landbruket flyttes til urbane områder.
I teorien kan innendørs plantevekst bidra til løse mat og miljø-kriser. Før vi kommer dit hen, har forskningen fremdeles mye å utrette. Vertikalt landbruk resulterer allerede i radikalt bedre utnyttelse av plass. I tillegg senkes ferskvannsforbruket med 70-95 prosent. Men energiforbruket er fremdeles for høyt.
Det er utvilsomt en bra ting å bringe tilbake vegetasjon i urbane landskap. Ifølge en forskningsrapport fra Universiti Kebangsaan Malaysia så har vertikale landbruk i storbyer vist seg å absorbere C02 og øke oksygennivået.
Måten dette utnyttes på til alles fordel er ved å pumpe C02 inn i vertikale landbruk. Dette stimulerer til raskere plantevekst. Samtidig avgis oksygen som et biprodukt fra plantene fotosyntese. Slik kan drivhusgasser benyttes på en konstruktiv måte.
Forskning på energiforbruk i vertikalt landbruk
Energiforbruket til innendørs plantevekst er for øyeblikket et fokusområde for CEA-forskere verden over. De siste utviklingene på LED-fronten har hjulpet mye med å minske strømforbruk i vertikalt landbruk.
I tillegg hjelper AI oss med å identifisere strømtyver i vekstanleggene. Ved hjelp av AI kan forbruket minimeres til enhver tid. Men det trengs enda bedre løsninger.
Eksperimentering med reduserte lysintervaller i vertikale landbruk har vist seg å senke energiforbruket. Utskifting til mindre LED-pærer minsker strømsuget ytterligere. Målet er å finne en perfekt balanse mellom minimal belysning og optimal plantevekst. Enn så lenge venter vi på at plantevitenskapen skal komme opp med bedre løsninger.
Noen har foreslått innovativ bruk av solceller som en alternativ løsning. Ideen er at solceller først lader batteriene til vertikale landbruk på tradisjonelt vis, ved å absorbere sollys. Den genererte energien går til LED-lampene, mens lyset fra lampene på nytt absorberes av solcellene.
Dersom solcellene absorber sollys om dagen og LED-lys om natten, vil vi teoretisk sett få 24 timers lysabsorbsjon. Så langt er dette kun et tankeeksperiment. Det er slike ideer som til slutt tar innendørs landbruk et steg videre.
Matvarehandelens neste storindustri vokser vertikalt
Forskning og forretning er som regel avhengig av hverandre. Kommersiell interesse gir planteforskerne finansielle muligheter fra firmaer som har tro på deres arbeide. Dersom forskningen gjør fremskritt vil flere firmaer fatte interesse. Slik økes konkurransen i markedet og skaper behov for flere nye fremskritt på forskningsfronten.
Forskerne hos Microsoft og NASA dyrker med andre ord mer enn innendørs plantevekst, de avler frem en storindustri. I Amerika satses det enormt på vertikalt landbruk. Der finner vi noen av verdens største vertikale landbruksfirmaer, slik som Plenty, AeroFarms og Bowery.
Blant de største investorene til disse firmaene finner vi Google, SoftBank og Jeff Bezos (grunnleggeren av Amazon.com).
La oss sette ting i finansielt perspektiv. I 2021 sikret Bowery Farming seg en finansieringsavtale på 300 millioner dollar (2,65 milliarder NOK). Plenty landet i 2020 en finansieringsavtale med SoftBank på 140 millioner dollar (1,24 milliarder NOK). Før dette hadde Plenty sikret seg finansiering på 200 millioner dollar (1,77 milliarder NOK) i 2017 fra Jeff Bezos og andre investorer.
En suksesshistorie til inspirasjon
Plenty er et interessant firma. De skaper grobunn for videre forskning og gjør innendørs plantevekst til storindustri. I januar 2022 viste det seg at amerikanske Walmart investerer tungt i Plenty. I løpet av 2022 blir Plenty’s plantevekst å finne i Waltmart sine hyller over hele USA.
Plenty sine varer er allerede å finne hos de amerikanske dagligvarekjedene Albertsons og Whole Foods (som er eid av Amazon). I tillegg kan amerikanske forbrukere få Plenty plantevekst levert på døra fra Instacart og Good Eggs.
Plenty leder an kommersialiseringen av innendørs plantevekst. De gir oss et innblikk i hvordan fremtidens vertikale landbruk kommer til å ta store andeler av dagens planteindustri. Veksten for vertikalt landbruk på global skala er anslått å nå en verdi på 19,86 milliarder dollar (175,67 milliarder NOK) innen 2026.
Plentys invasjon er et viktig steg mot å gjøre innendørs plantevekst allment tilgjengelig. Forretningsmodellen viser oss at vertikalt landbruk har potensial til å bli en reell storindustri.
Konklusjon
Innendørs plantevekst og vertikalt landbruk er en del av vår fremtidige hverdag. Forskning på vertikalt landbruk vil senke kostnader, effektivisere vekst og minske klimautslipp. I tillegg vil planteutvalget til vertikale landbruk utvides. Denne utviklingen vil legge til rette for vidstrakt kommersialisering.
Vi går spennende tider i møte. Snart puster storbyene med nye grønne lunger i boligblokker og nedlagte fabrikkbygg. Takket være forskning på vertikalt landbruk kan vi snart kjøpe ferskere, friskere, sunnere og mer smakfulle planter enn vi noen gang trodde var mulig.
Kilder
BusinessWire: Plenty Secures $140 Million in its Series D Financing Round
CNBC: Walmart makes an investment in vertical farming start-up Plenty
Hortibiz: How recycling renewable energy can benefit indoor farming
MDPI: State of the Art of Urban Smart Vertical Farming Automation System: Advanced Topologies, Issues, and Recommendations
Microsoft Features: Indoor vertical farming in Asia and beyond: Digging deep in data
Nasa: NASA Research Launches a New Generation of Indoor Farming
Science Direct: Techno-economic-environmental analysis of solar/hybrid/storage for vertical farming system: A case study, Malaysia
Tech Crunch: Indoor farming company Bowery raises $300M
