Nemo’s Garden usa Gêmeos Digitais para cultivo subaquático sustentável

A Siemens Digital Industries Software anunciou que o Nemo’s Garden, uma startup focada no cultivo agrícola subaquático sustentável, implementou o portfólio de software e serviços Siemens Xcelerator, incluindo Gêmeos Digitais (Digital Twins), para encurtar seus ciclos de inovação e mover mais rapidamente para a escala de industrialização.

O Nemo’s Garden foi fundado em 2021 por Sergio Gamberini, presidente da fabricante italiana de equipamentos de mergulho Ocean Reef Group, e seu filho, Luca Gamberini. Sua equipe de engenheiros, mergulhadores e cientistas vêm trabalhando para provar a viabilidade do cultivo de ervas, frutas e vegetais debaixo d’água. A principal inovação do Nemo’s Garden, uma biosfera subaquática, é um tipo único de estufa capaz de aproveitar os fatores ambientais positivos do oceano – estabilidade de temperatura, geração de água evaporativa, absorção de CO2, abundância de oxigênio e proteção inerente contra pragas – para criar um ambiente ideal para o cultivo.

A equipe não apenas colheu com sucesso uma variedade de culturas de suas biosferas, mas também descobriu que as plantas cultivadas nesse ambiente são nutricionalmente mais ricas do que as cultivadas tradicionalmente. O próximo grande obstáculo para atingir seu objetivo foi transformar esse protótipo em uma solução que pudesse ser implementada globalmente; no entanto, eles não queriam esperar mais 10 anos para que isso acontecesse.

Invernos rigorosos, verões curtos e limitações iniciais de permissão de uso do fundo do mar limitaram o Nemo’s Garden a um ciclo de crescimento por ano, o que significou apenas um ciclo de inovação por ano. Alterações de design, testes físicos demorados e processos de monitoramento manual pesados ​​durante o ciclo de crescimento levaram a equipe do Nemo’s Garden a buscar maneiras de acelerar sua inovação e dimensionar a operação. A equipe entrou em contato com Matteo Cavalleroni, da TekSea, para obter informações sobre como alavancar tecnologias de ponta para atingir seus objetivos. Após a consulta inicial, a Siemens foi convidada a participar do projeto, aproveitando o portfólio de software Xcelerator e seus serviços para ajudar o Nemo’s Garden a chegar ao próximo estágio de desenvolvimento e se preparar para industrialização/comoditização.

“Quando vi pela primeira vez a tecnologia de Gêmeos Digitais da Siemens, fiquei hipnotizado. O Nemo’s Garden é um sistema único e precisamos nos adaptar a cada ambiente onde ele será instalado. Se você puder modelar esse ambiente virtualmente, você pode prever os desafios e enfrentá-los da melhor maneira”, disse Luca Gamberini, cofundador do Nemo’s Garden. “Vimos benefícios na compreensão do fluxo de água ao redor das formas de nossas biosferas. Temos uma maior compreensão dos pontos de estresse na estrutura ao redor delas. Também entendemos como as diferentes interações da radiação solar, a temperatura e todos os fatores físicos atuam nas plantas. Tudo graças à capacidade do Gêmeo Digital de replicar nosso sistema”, explicou.

Foi construído um Gêmeo Digital abrangente da biosfera Nemo’s Garden que abrange não apenas a evolução do design usando o software NX da Siemens, mas também permite a simulação das condições de crescimento dentro dele, o impacto do equipamento no corpo de água, bem como o ambiente completo em que eles estão instalados – tudo realizado usando o software Simcenter STAR-CCM+ da Siemens. A equipe do Nemo’s Garden não está mais limitada por condições climáticas, sazonalidade e estações de crescimento curtas ou limitações de mergulho e monitoramento. Adaptações às biosferas podem ser testadas no mundo virtual, permitindo que a equipe refine o design em uma taxa massivamente acelerada.

Monitoramento na Borda

Além de projetar a biosfera física, o Nemo’s Garden também precisava otimizar e dimensionar os processos de cultivo, rastreamento e colheita das plantas. Para criar um negócio sustentável que não dependesse do envio de mergulhadores treinados para coletar dados, foi criada uma abordagem totalmente digital e automatizada que se baseou na ampla experiência da Siemens em alavancar software para automatizar práticas agrícolas tradicionais.

O vídeo existente dos ciclos de crescimento, juntamente com dados de referência de operações agrícolas tradicionais das mesmas culturas alvo, em vários estágios de crescimento e condições de saúde, foi analisado usando o serviço MindSphere da Siemens. A partir disso, a Siemens conseguiu treinar um algoritmo de Machine Learning para monitorar o crescimento das plantas, bem como as condições ambientais dentro das cúpulas.

Quando esse algoritmo é implementado nos dispositivos de computação Industrial Edge da Siemens em cada biosfera, as plantas podem ser monitoradas por meio de um painel baseado em Nuvem durante toda a temporada, de qualquer lugar, em tempo real. Na próxima temporada, esses dispositivos Industrial Edge serão conectados a atuadores – para ajustar automaticamente a circulação de ar, umidade, irrigação e dosagem nutricional durante toda a temporada. Esta será a base de um serviço agrícola global, otimizado para operações submarinas e ajustado para cada um dos oceanos do mundo.

“A digitalização não é apenas para grandes empresas, é para todas as empresas. Na verdade, grandes ganhos podem ser obtidos em empresas menores ou startups. O trabalho que fazemos com startups pode ampliar o impacto que elas têm no mundo, auxiliando acelerar a inovação”, disse Eryn Devola, vice-presidente de sustentabilidade da Siemens Digital Industries Software. “É fácil ficar empolgado quando encontramos uma equipe apaixonada com tecnologia centrada no ser humano que está trabalhando para alimentar as pessoas e ao mesmo tempo ter um impacto positivo no meio ambiente”, finalizou.

Serviço
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