گلدان هوشمند بدون خاک(هیدروپونیک)
مقدمه
در حال حاضر، صنعت تولید غذا حدود هفتاد درصد از مصرف آب شیرین جهان را به خود اختصاص داده است. در همین حال، از آن‌جا که بحران‌های تغییرات اقلیمی و کمبود آب رو به وخامت گذاشته‌‌اند، به‌وضوح، تهیه‌‌ی غذا در آینده با شیوه‌های سنتی امروز بسیار دشوار خواهد بود.
این مسئله برای کشور ما که در حوزه منابع آبی شرایط نامطلوبی دارد از اهمیت زیادی برخوردار است. آمار مختلفی از میزان مصرف آب در بخش کشاورزی منتشر میشود که بین هفتاد تا نود درصد کل مصرف آب کشور متغیر است. همین نسبت برای کشوری همچون ایران که در منطقه‌ای کم‌آب و کم‌بارش واقع شده، نشان از اهمیت کاهش مصرف آب در بخش کشاورزی دارد. مسأله‌ای که هیدروپونیک می‌تواند یکی از راه کار های حل آن باشد. بارزترین خصیصه کشاورزی به شیوه هیدروپونیک کاهش چشم‌گیر مصرف آب است.
در سیستم هیدروپونیک یا آب‌کشت نیازی به خاک، آفت‌کش‌ها و آب‌های زیرزمینی نیست و پرورش گیاه در آب انجام شده و املاح و مواد مغذی نیز به صورت کنترل شده به گیاه داده میشود. افزون بر این، در یک سیستم هیدروپونیک عواملی همچون حرارت، نور، رطوبت و حتی محلول‌دهی به گیاه از یک برنامه زمان‌بندی شده مشخص تبعیت می‌کند.
از قضا اقلامی که قابلیت کشت به‌صورت هیدروپونیک را دارند، از نظر میزان مصرف آب پرمصرف به‌شمار می‌روند. گونه‌های مختلف صیفی‌جات و سبزیجات ازجمله اقلامی هستند که به این شکل کشت میشود.
در این نوع کشت لازم است فردی که از تخصص و دانش کافی برخوردار است، نیازهای غذایی گیاه را اندازه‌گیری کرده و عناصر مختلف را به میزان مورد نیاز گیاه به آن برساند. همین ویژگی باعث میشود نتوان با رویکرد سنتی که گاهی در کشت خاکی شاهد آن هستیم، در حوزه هیدروپونیک وارد شد و فعالیت کرد.
تعریف مسئله
از دیرباز نگهداری گلدانِ گیاه در آپارتمان از علاقمندی بسیاری از افراد بوده است حال آن‌که به دلایل مختلف محدود شده است. از جمله دغدغه آبیاری منظم با وجود مشغله زندگی امروزه، نوردهی در آپارتمان‌های کم نور و عدم اطلاع از نور، کود و میزان آبیاری مورد نیاز گیاه سبب شده است تا استفاده از این منبع آرامش بخش کمتر دردسترس باشد.
از طرفی احساس نیاز به کشت سبزیجات سالم مورد نیاز برای مصرف خانواده با وجود دغدغه‌هایی از جمله محصولات تراریخته یا آبیاری شده با آب نامناسب یا استفاده از کود نامناسب هورمونی، دلایل مهمی برای نیاز کشت گیاه در منزل می‌باشد.
تسهیل کلیه موارد فوق به روش کشت در گلدان هوشمند بدون خاک با روش کشت هیدروپونیک امکان پذیر است. به طور کلی می‌توان گفت که در زمینه کشت هیدروپونیک خانگی فعالیت زیادی صورت نگرفته و محصولات زیادی تولید نشده است و سرمایه گذاری زیادی صورت نگرفته است.در نتیجه می‌توان در این زمینه بسیار فعالیت کرد.
محصول هدف باید گلدانی در ابعاد مناسب برای استفاده در آپارتمان‌های امروزی و طراحی شده با سیستم خودکار هیدروپونیک باشد که قابلیت کشت گیاهان مورد استفاده خانوار را داشته باشد و علاوه بر این قابلیت کنترل، مدیریت و مانیتور کردن گلدان توسط نرم‌افزار وجود داشته باشد(اینترنت اشیا-IOT).
تیم‌ها در این مسابقه باید ابتدا پیشنهادات خود را در قالب پورپوزال‌های مسابقات فرصت و با الگوی طرح مفهومی محصول، برای دبیرخانه ارسال کنند. پس از بررسی پیشنهادات اولیه، پورپوزال‌های برتر برای تکمیل پیشنهادات خود فراخوان شده و برای تیم‌های برتر این مرحله شرایط ساخت نمونه اولیه فراهم میشود.
معیارهای شایستگی محصول
معیارهای ارزیابی محصول به شرح زیر است:
- ابعاد و وزن گلدان
- کیفیت محصول گلدان
- برای ارزیابی بهتر تیم‌ها موظف اند در نمونه اولیه محصول خود برای تست عملکرد کاهو پرورش دهند.
- قابلیت‌های خلاقانه و زیبایی گلدان
- کیفیت ساخت گلدان
- کیفیت کنترل پذیری و مدیریت گلدان توسط نرم‌افزار
- قیمت نهایی
نکته بسیار مهم در طراحی این دستگاه خوکار بودن آن و کنترل و مانیتورکردن رشد گیاه توسط نرم‌افزار است.
جامعه هدف و مصرف کنندگان
عمده بازار هدف این محصول استفاده خانگی آن است. فلذا باید کشت اکثر بذرهای مورد نیاز خانوار را پوشش دهد. همچنین بایستی دغدغه‌های خانواده‌هایی که از این گلدان استفاده‌می‌کنند مانند: آبیاری منظم، نوردهی درفضای کم نور و عدم اطلاع از نور، کود و میزان آبیاری مورد نیاز گیاه را مرتفع سازد.
تخصص مورد نیاز برای ایجاد و توسعه محصول
ساخت این گلدان هوشمند ما را با طیف گسترده‌ای از علوم درگیر می‌کند، از مکانیک سیالات، ساخت و تولید و فیزیکِ نور تا برق و کنترل و کشاورزی و مهندسی کامپیوتر و… . دانشجویانی که در حوزه‌های مهندسی به ویژه در رشته‌های مرتبط با مکانیک، برق و کشاورزی و … تحصیل و فعالیت می‌کنند و دیگر علاقه‌مندان به موضوعات کشاورزی نوین می‌توانند در این فرصت پا به عرصه بگذارند.