В Университете Бата (University of Bath) в Великобритании прошёл математический воркшоп, организованный Институтом математических инноваций (Bath Institute for Mathematical Innovation) и Сетью передачи знаний (Knowledge Transfer Network). За три дня специалисты по прикладной математике помогли разработчикам ПО и международным корпорациям повысить урожай какао-бобов, оценить качество свинины и улучшить дизайн гидропонной установки.
Пищевая промышленность ежегодно приносит экономике Великобритании около 100 миллиардов евро. Неудивительно, что представителям индустрии решили помочь сразу несколько организаций, занимающихся инновациями.
Институт математических инноваций — это подразделение при Университете Бата, которое работает с представителями бизнеса, занимается анализом больших данных и компьютерным моделированием. Сеть передачи знаний налаживает партнёрство учёных и предпринимателей, девиз организации — «Будущее. Быстрее». Спонсировала мероприятие Innovate UK — вневедомственное госучреждение, подотчётное Министерству предпринимательства, инноваций и ремёсел Великобритании.
Воркшоп собрал больше 40 математиков, инженеров и специалистов по информатике. В течение трёх дней они помогали представителям пищевой промышленности решать сложные и важные задачи.
Какао-бобы и изменчивость климата
Международная корпорация по производству продуктов питания Mondelez International выпускает шоколад под марками Cadbury и Alpen Gold. Представители компании попросили участников разработать метод определения минимально и максимально возможного урожая какао, в зависимости от климата в определённой стране или регионе.
Урожаи какао зависят от климатических условий и в разные годы могут сильно отличаться, поэтому доход фермеров нестабилен, и вкладывать деньги в выращивание какао не очень выгодно. Если Mondelez научится моделировать потенциальное изменение урожайности, компания сможет давать владельцам небольших хозяйств конкретные советы о том, как улучшить урожай и таким образом поддержит развитие устойчивого земледелия.
На специалиста по статистике и аналитике Mondelez International Имона Хоги (Eamon Haughy) математики произвели впечатление. «Этот воркшоп предоставляет потрясающую возможность пообщаться с чрезвычайно разнообразной группой специалистов по прикладной математике, — говорит он. — Участники действительно увлеклись поставленной задачей и предлагали новаторские идеи о том, как решить проблему влияния климата на урожайность»
Моделирование «свиньи полной стоимости»
Разработчики программного обеспечения в сфере сельского хозяйства Innovent Technologies предложили разработать модель, которая бы рассчитывала теоретическую максимальную стоимость свиньи на основе качества мяса и веса животного.
Скотобойни платят фермерам за мясо, в зависимости от массы туши и содержания в ней жира. Если животное слишком большое, слишком маленькое или чересчур жирное, фермер получает за него меньше денег. У каждой скотобойни свои требования, они зависят от того, в какой стране будут продавать полученное мясо. Поэтому Innovent хочет разработать математическую модель, которая рассчитает, какие свиньи лучше всего окупят инвестиции и как оптимизировать ведение хозяйства, чтобы получить «свиней полной стоимости». Для этого производителю нужно только ввести данные о доступных скотобойнях.
«Принимать участие в работе группы было очень здорово. Это весело и увлекательно, и воркшоп открыл мне глаза на возможности, которые прикладная математика даёт сельскому хозяйству», — говорит директор Innovent Technologies Уилли Томсон (Willie Thomson).
Усовершенствование гидропоники
Численность населения быстро растёт, и в течение следующих 50 лет людям придётся производить столько же пищи, сколько в последние 10 000 лет. Такой производительности можно добиться с помощью гидропоники — выращивания растений на искусственных средах без почвы. Гидропоника позволяет выращивать больше овощей и зелени на той же или меньшей площади. Но, к сожалению, современные установки громоздкие, дорогие и сложные в настройке.
Phytoponics Ltd разрабатывают новую гидропонную установку под названием HydrosacTM. Она представляет собой полиэтиленовый контейнер, который держит форму за счёт надувных боковин. Изобретатели надеются, что новая система решит проблему сложности и дороговизны.
Участникам семинара дали задание оптимизировать объём и форму HydrosacTM и увеличить её грузоподъёмность. В усовершенствованной установке можно будет выращивать больше продуктов, а значит, стоить они будут дешевле. «Математики немедленно оценили наш проблему, наблюдать за тем, как они работают, было настоящим удовольствием. После семинара об агропищевой промышленности мы получили полное понимание формул, описывающих наш продукт, и учитываем их при доработке дизайна», — делится радостью CEO компании Phytoponics Адам Диксон (Adam Dixon).
