在一個成功的垂直農場裡感測器和資料收集所扮演的角色
眾所皆知地垂直農場比起傳統的種植方式多很多優勢。最顯而易見地，除了相對高很多的建置成本和操作成本外，垂直農場的單位面積產出可以輕易的超出最先進的溫室。但是要穩定的達到這種程級的生產，你必需要保證所有的生長條件都持續在最佳狀態。這就是感測器和資料最重要的所在，未來的垂直農場就是從這些地方進化的。
你需要抓到什麼資料呢？
要有效的應用感測器，你首先要知道哪些資料是有用的，還有為什麼有用。最重要要測量的數值是以下的種植條件：
- 氣候 (綜合空溫度、溼度、二氧化碳濃度和空氣流速)
- 植物溫度
- 養液成份
- 光強度和光配方
- 植物的型態、缺失(deficiencies)和成長(Phenotyping)
這些條件因為不同的原因都很重要。例如，植物溫度和空氣溫度不同可以告訴我們葉子的氣孔有沒有開。如果沒有，那作物就沒辦法吸收二氧化碳並將共轉換成生物質。另外，我們也可以持續測量養液的 pH（酸鹼值）和EC（導電度）來確保植物生長最佳化。我們也和幾家做感測器的公司合作來測量養液中的其他成份（像是鐵和鎂）。
你可能會很訝異我們其實也會測量作物吸收的光強度和光譜、因為我們是安裝固定的 LED 模組。然而，我們的研究發現，作物對光強吸收會因為作物之間和上方的光學物質而有所變化，最高可能多兩倍。這個數字很大程度和作物所覆蓋的面積有關，同時，有這麼高的變異量，這是我們需要去測量追踪來確保最佳的生長條件。
生長過程每個階段監測的數值
感測器可以讓我們監控生長條件，儘早看出不正常的地方並確認問題所在。在比較早的階段看出問題，我們可以更積極的去做反應。特別是在系統相關的問題－像是溫度發生異常－可以立刻修正這個問題。
除了測量生長條件外，測量生長結果也是很重要的資料－像是作物的大小、高度、重量和顏色等變數。例如，我們可以用攝影機來捕捉作物在生長過程中，在相似的環境下來對比資料有沒有符合每一個階段的生長狀態。就像感測器一樣，攝影機也可以幫助我們在長期就發現生長問題（像是葉燒）和病害。
要如何應用感測器和資料平台
我們的感測器平台可以測量對作物生長來說最重要的環境條件。這些環境條件包括了氣候變因和灌溉變因（除了pH和EC外，還包含水量的供給和排出）。在位於荷蘭 Eindhoven 高科技園區的 Growwise 裡，我們收集 1,600 個獨特的設定值，讓我們在八個生長室內的感測器每十分鐘讀一次－這個重要持續性的研究讓我們可以不斷的建立我們的資料庫知識，並且可以改善我們可以提供的解決方案。
感測器可以放置在生長層的任何位置，以無線傳輸的方式將資料傳回系統內。雲端系統會抓取這些資料並將對植物專家和農民最有用和最相關的資訊視覺化。感測器平台的發展是歐盟委員會的一個創新計畫－Horizon 2020 Internet of Food (H2020 IoF) 的一部份，也是我們和 Staay Food Group 緊密合作的一個計畫。
垂直農場的未來
現代化感測科技和資料科學的好處已經有很多了，但像是 AI 領域的科技進步看起來更具革命性。昕諾飛正在研究以 AI 為基礎的演算法，例如來訓練模組可以連結現有的生長環境條件和生長結果，也就是所謂的監督式學習。這最終可以讓我們預測在精準的生長條件下可以達到最佳的生長－以符合種植者的需求。像是機器學習的 AI 技巧也可以用來分析作物生長的影像來立刻發現非預期的變異和生長異常。
現在，我們的感測器和資料平台結合雲端應用，可以增加對我們的植物專家和客戶的價值－從監測生長過程和儘早發現問題到運算發長出最佳生長處方。很明顯地感測器和資料在垂直農場的進化裡扮演很關鍵的角色。昕諾飛和我們的客戶不只是這個革命的一部份，而是驅動者。