Сегодня большинство людей в мире живут в городах. По прогнозам ООН, уже к 2050 году в них будут проживать 86% всех жителей развитых стран. Однако число плодородных земель в мире ежегодно сокращается, уже через пару десятков лет ресурсов перестанет хватать, и станет все тяжелее обеспечивать мегаполисы свежими продуктами. Одним из возможных решений этой проблемы является сити-фермерство — направление в сельском хозяйстве, когда продукты (овощи, ягоды, зелень) выращиваются в городе (например, на балконе или на крыше дома), а не за его пределами.
Сити-фермерство является общемировым трендом: такой подход дает колоссальную экономию на логистике и ресурсах, что очень актуально для перенаселенных территорий. Более того, сити-фермерство является экологически более безопасным способом выращивания растений, т. к. оно не требует распашки земель. В свою очередь для классического фермерства необходимо распахивать плодородные земли, что ведет к значительным выбросам парниковых газов в атмосферу. Это, в свою очередь, влечет изменение климата, в результате которого возрастают риски частичных или полных потерь экосистем и видов.
Наиболее важной научной областью при разработке оборудования для нужд сити-фермерства является вычислительная биология, которая представляет собой междисциплинарный подход, включающий в себя достижения информатики (и вычислительной техники), прикладной математики и статистики для решения проблем, поставляемых биологией. Одним из перспективных подходов системной и математической биологии является создание цифровых математических моделей биологических систем (цифровых двойников).
Для того чтобы так или иначе работать с биологическими системами в цифровом виде, необходимо научиться снимать показатели с этой биологической системы, которые используются в процессе выращивания растений в сити-фермах. Прибор для съема этих показателей был разработан научно-производственной компанией «Современные Системы Выращивания», президент которой является заказчиком данного проекта. Этот прибор называется OverGrower™, он предназначен для полной автоматизации выращивания растений гидропонным и другими методами.
Глобальной целью проекта, над которым мы будем работать в ходе Большой математической мастерской, является создание цифровых двойников сельскохозяйственных растений (в нашем проекте это растение – ТОМАТ). Как следствие, мы надеемся вывести более эффективные сорта культур.
