I 2050 anslås den amerikanske befolkning at vokse til 400 millioner og verdensbefolkningen til 9.1 milliarder, hvilket kræver en 70% stigning i den globale fødevareproduktion.
UC Merced er et af fire campusser over hele landet, der forenes for at imødegå denne udfordring ved at udnytte kraften i innovation og teknologi til at udvikle præcisionslandbrug til en bæredygtig fremtid.
Anført af University of Pennsylvania, UC Merced, Purdue University og University of Florida modtog en ny, 26 millioner dollars, femårig National Science Foundation Engineering Research Centers (ERC) bevilling til at danne NSF Engineering Research Center for Internet of Things for Præcisionslandbrug (IoT4Ag). ERC er NSF's flagskibsingeniørprogrammer for konvergent forskning for at løse store samfundsmæssige udfordringer.
Den overordnede mission for IoT4Ag er at sikre fødevare-, energi- og vandsikkerhed ved at udvikle teknologi til at øge afgrødeproduktionen og samtidig minimere brugen af energi og vandressourcer og mindske påvirkningen af landbrugspraksis på miljøet. Samlet vil IoT4Ag-centret også skabe en mangfoldig talentpipeline bestående af K-12- og universitetsstuderende, ingeniører, landbrugsprofessionelle og andre medlemmer af landbrugssamfund gennem publikumsspecifikke lektioner og praktiske klasseværelses-, laboratorie- og feltaktiviteter. Ved at samle akademiske, regerings- og industripartnere med landbrugssamfundet vil centret skabe et innovationsøkosystem, der sikrer hurtig oversættelse af IoT4Ag-praksis og -teknologier til kommercielle produkter, og vil også sikre, at en sådan transformation bygges med bæredygtige positive økonomiske og sociale effekt i tankerne.
"Vi sigter mod at konstruere omkostningseffektive systemer, som landmændene vil anvende," sagde UC Merced-professor Catherine Keske, campus leder for det nye initiativ. "Vi vil bygge videre på det momentum, UC Merced allerede har udviklet i præcisionslandbrug."
Det konstituerende team på UC Merceds afdeling af IoT4Ag byder på den landbrugsøkonomi Keske forsker i, samt professor Stefano Carpins robotteknologi og maskinlæring, lærer Erin Hestirs fjernmåling og rumlig analyse; og professor Reza Ehsani's præcision ag opfindelser, selvom Keske sagde, at arbejdet fra andre fakultetsmedlemmer og studerende fra hele campus vil være en integreret del af IoT4Ags succes.
ERC er meget konkurrencedygtige, og dette er Ingeniørskolen første deltagelse i en. Ingeniørdekan Mark Matsumoto understregede, at centrets multidisciplinære karakter giver UC Merced-forskere næsten ubegrænsede muligheder for at samarbejde med etablerede forskningsuniversiteter, der alle er prestigefyldte medlemmer af Association of American Universities.
"Den forskning og relaterede indsats, der vil blive udført gennem denne bevilling, er vigtig for vores regions velfærd ved at søge at udvikle teknologier, der vil forbedre og opretholde landbrugspraksis," sagde Matsumoto. "Jeg er meget glad for, at vi er en del af denne vigtige bestræbelse - en, der peger på den nye anerkendelse af skolen og campus."
En del af ERC's mandat er at konvergere en bred vifte af akademiske discipliner i at tackle udfordringer; en anden er at udvikle en mangfoldig og inkluderende arbejdsstyrke fra hele USA. Ved at samarbejde med industrien og et bredt fællesskab af studerende, fakulteter og fagfolk vil IoT4Ag-centret skabe et innovationsøkosystem til at fortsætte disse bestræbelser i de kommende årtier.
Vest-, Midtvest- og Østkysten er alle repræsenteret i IoT4Ag med samarbejdsknudepunkter og uddannelses- og forskningssteder over hele landet, hvilket giver ubegrænsede muligheder for studerende, iværksættere og andre interessenter.
IoT4Ag-centret er opdelt i tre integrerede træk, med teams af forskere, der arbejder med sanse-, kommunikations- og responsteknologier.
IoT4Ag har til huse i School of Engineering, men UC Merced-afdelingen vil i kommunikationsindsatsen omfatte mange andre: Center for informationsteknologisk forskning i samfundets interesse (CITRIS), UC vand, drone- og energiforskere, ledelse af komplekse systemeksperter, socioøkonomer og big-data-analytikere samt samfundet, regionen og staten.
"Vi ønsker at inkludere alle, der har et perspektiv på ingeniørvirksomhed, fra landmænd, landarbejdere og børn af landarbejdere blandt vores studerende til regerings- og industripartnere," sagde Keske. Ligesom resten af teammedlemmerne vil Keske bære flere hatte, efterhånden som initiativet kommer i gang.
Hun er ansvarlig for mangfoldighed og inklusion, og sagde, at hun søger at holde fokusgrupper, bede landmænd og råvaregrupper om at være med i det rådgivende udvalg for IoT4Ag på UC Merced og også besøge marksteder for at undersøge landarbejdere.
"Vi ønsker, at alle skal have en stemme i dette," sagde Keske.
Penn har også tildelt en betydelig del af ERC-budgettet til rejser og programmer for at uddanne studerende, sagde Keske. IoT4Ag-planen opfordrer til at inddrage præ-college, community college og universitetsstuderende gennem publikumsspecifikke lektioner og praktisk klasseværelse, laboratorie- og feltarbejde; rådgivning og vejledning; og en række sociale og professionelle aktiviteter for at forberede en mangfoldig arbejdsstyrke i fremtiden til at løse de store samfundsmæssige udfordringer med fødevare-, energi- og vandsikkerhed.
Verdens begrænsede jord-, vand- og energiressourcer kræver nye teknologier og innovationer for at forbedre effektiviteten og bæredygtigheden af alle typer fødevareproduktion.
"Vi kan skabe den teknologi og infrastruktur, der vil hjælpe landmænd med at styre deres afgrøder ned til de fineste detaljer af vand og jordnæringsstoffer," sagde Keske. "Digitale teknologier har potentialet til at forbedre effektivitet, lighed, sikkerhed, ernæring, sundhed og bæredygtighed på tværs af verdens fødevaresystemer."
- Lorena Anderson, UC Merced