Студенты разрабатывают уникальную технологию выращивания каннабиса

Два студента магистратуры разрабатывают новые технологии, направленные на преобразование процветающей индустрии каннабиса, или так называемого "зеленого золота".

Их новые технологии выращивания каннабиса, специально созданные для африканского климата, принесли Константу Бекерлингу и Анло ван Вику особое признание в категории "Бионауки" программы Gauteng Accelerator Programme (GAP) — ежегодного конкурса, проводимого Innovation Hub. Оба являются страстными гроверами, но их фокус — на разработке агротехнологий для сектора. Для этого во время локдауна из-за COVID-19 в прошлом году они создали стартап AgriSmart Engineering (Pty) Ltd, специализирующийся на проектировании и внедрении автоматизированных "умных" систем выращивания на основе замкнутого цикла гидропоники и аквапоники.

Инженерный подход к "зеленому золоту"

Студенты магистратуры по электротехнике рассматривают выращивание каннабиса как инженерную задачу, сочетая опыт гроверов с техническим образованием. Они учитывают матрицу факторов, включая недостатки ЮАР (водный стресс, нерегулярное и дорогое электроснабжение) и преимущества (высокий уровень солнечной радиации, процесс коммерциализации каннабиса).

На конкурс GAP они представили проект исследовательского центра для выращивания каннабиса, включающий два основных предложения:

1. Специализированные светодиодные (LED) фитолампы для каннабиса в автоматизированной среде Интернета вещей (IoT), настроенные с учетом фотобиологии растений.
2. Проприетарное органическое гидропонное удобрение, формулируемое в соответствии с гормональными циклами роста растений.

Прорывные светодиодные лампы

По словам разработчиков, их новая LED-технология, сочетающая использование солнечной радиации с искусственным интеллектом и инженерией, способна изменить отрасль. В настоящее время стандартом являются газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID).

Преимущества технологии:

• Энергоэффективность: LED-лампы работают в 2,5 раза эффективнее по электричеству, чем натриевые лампы высокого давления (HPS), и тем более по сравнению с металлогалогенными (MH).
• Долговечность: Срок службы их LED-светильников примерно в 15 раз выше, чем у HID — около 80 000 часов против 5 000 часов, что значительно снижает затраты на обслуживание.
• Управляемость: Светильники регулируемые (диммируемые). Это позволяет использовать алгоритмы искусственного интеллекта, которые на основе данных об окружающей среде в реальном времени оптимизируют световой выход, снижая потребление энергии.

Финансовые расчеты для конкурса показали, что за пять лет гровер может сэкономить 25 миллионов южноафриканских рандов на гектар только на затратах на электроэнергию для освещения по сравнению со стандартными HID-светильниками.

Органические гидропонные удобрения

Второй ключевой разработкой является собственное органическое гидропонное удобрение для каннабиса. После электроэнергии, это самые большие эксплуатационные расходы, растущие с масштабом.

"Мы разрабатываем гидропонное питание, специфичное для каннабиса, которое мы формулируем полностью органически, и планируем зарегистрировать его как органическое удобрение типа 2 в соответствии с законодательством ЮАР", — объясняет Бекерлинг.

Разработка и коммерциализация этого удобрения, которое планируется производить более чем в 10 раз дешевле, чем у текущих рыночных конкурентов, является одной из самых больших проблем из-за нехватки времени и финансирования.

Планы на будущее

Следующая цель — построить демонстрационный объект, чтобы показать работу технологий на практике. По мнению ван Вика, внедрение этой новой технологии одним игроком заставит остальную отрасль последовать его примеру, чтобы оставаться конкурентоспособными по цене.

Исследовательский центр также откроет широкие возможности для исследований в области инженерии, компьютерных наук, биологии, физики, фармакологии и медицины. Разработчики полагают, что на его базе может появиться множество компаний, коммерциализирующих новые технологии.