DOI: https://doi.org/10.1111/1541-4337.70040
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39437193
تاريخ النشر: 2024-10-22
المؤلف: Abdo Hassoun وآخرون
الموضوع الرئيسي: إنترنت الأشياء والحوسبة الحافة/الضباب
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على الانتقال من صناعة الغذاء 4.0 إلى صناعة الغذاء 5.0، مع التأكيد على التطور المستمر بدلاً من الثورة المفاجئة. بينما كانت صناعة الغذاء 4.0 تركز بشكل أساسي على تعظيم الأرباح من خلال الرقمنة والأتمتة، فإن صناعة الغذاء 5.0 المتوقعة تهدف إلى تعزيز الاستدامة والمرونة والنهج المتمحور حول الإنسان في قطاعات الغذاء والزراعة. يتميز هذا النموذج المستقبلي بأنه تطور شامل ومتعدد التخصصات والأبعاد يبني على التقدم التكنولوجي القائم بدلاً من تقديم مفاهيم جديدة تمامًا.
تسلط المراجعة الضوء على أن التقدم المرتبط بصناعة 5.0 قد تم تطويره على مدار سنوات، مما يشير إلى تقدم تدريجي نحو أنظمة إنتاج ومعالجة غذائية أكثر تطورًا وكفاءة. يجادل المؤلفون بأن الانتقال إلى صناعة 5.0 قد لا يمثل تحولًا حاسمًا بل تحسينًا تدريجيًا للمبادئ التي تم تأسيسها خلال عصر صناعة الغذاء 4.0. مع استمرار النقاش حول صناعة 5.0، يطرح المؤلفون سؤالًا حول ما إذا كانت مجرد مصطلح تسويقي أو مقدمة حقيقية للثورة الصناعية القادمة، مما يشير إلى أن السنوات القادمة ستكون حاسمة في تحديد تأثيرها الحقيقي.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الحاجة الملحة للابتكار في قطاع الأغذية الزراعية، مدفوعة بالتحديات مثل تغير المناخ، وفقدان التنوع البيولوجي، وهدر الطعام، ونقص القوى العاملة الذي تفاقم بسبب النزاعات والأوبئة. يوفر ظهور صناعة 4.0، التي تتميز بالأتمتة العالية والرقمنة، حلولًا محتملة من خلال دمج تقنيات متقدمة مثل الذكاء الاصطناعي (AI)، والبيانات الضخمة، وإنترنت الأشياء (IoT). ومع ذلك، بينما توجد أدبيات كبيرة حول صناعة 4.0، هناك فجوة ملحوظة فيما يتعلق بتطبيقها في صناعة الغذاء، والتي تُسمى “صناعة الغذاء 4.0”.
تناقش الورقة أيضًا مفهوم صناعة 5.0 المتطور، الذي يركز على الإنسان، والاستدامة، والمرونة، مما يميزها عن التركيز التكنولوجي لصناعة 4.0. تهدف صناعة 5.0 إلى تعزيز التعاون بين البشر والآلات، وتعزيز الممارسات الأخلاقية وتقليل الأثر البيئي. على الرغم من الاهتمام المتزايد بصناعة 5.0 عبر مختلف القطاعات، لا يزال البحث المحدد في مجال الأغذية الزراعية محدودًا. تهدف هذه الدراسة إلى إجراء مراجعة شاملة لاستكشاف مفهوم “صناعة الغذاء 5.0” وتحديد تقنياتها الممكنة، وبالتالي معالجة الفجوة البحثية الحالية في هذا المجال الحرج.
نقاش
ت outlines قسم النقاش في الورقة البحثية تطور صناعة الغذاء من صناعة 1.0 إلى صناعة 5.0، مع تسليط الضوء على التقدم التكنولوجي الكبير وآثاره. بدأت صناعة 1.0 الميكانيكية والطاقة البخارية، مما انتقل بالاقتصادات من الزراعة إلى الصناعة. عززت المراحل اللاحقة، بما في ذلك صناعة 2.0 مع الإنتاج الضخم وصناعة 3.0 مع الأتمتة، الكفاءة في إنتاج وتوزيع الغذاء. أدت ظهور صناعة 4.0 إلى إدخال أنظمة مترابطة تستخدم الأنظمة السيبرانية الفيزيائية (CPS)، وإنترنت الأشياء (IoT)، وتحليلات البيانات الضخمة، مما سهل الزراعة الدقيقة ومعالجة الغذاء الذكية، وبالتالي تحسين الإنتاجية والاستدامة.
مع الانتقال إلى صناعة 5.0، يتحول التركيز نحو نهج متمحور حول الإنسان يركز على التعاون بين البشر والتكنولوجيا، بهدف تعزيز القدرات البشرية بدلاً من استبدالها. يعزز هذا النموذج الحلول المبتكرة، مثل الروبوتات التعاونية (cobots) في إنتاج الغذاء والواقع المعزز لمهام الصيانة. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر مبادئ الاستدامة والمرونة جزءًا لا يتجزأ من صناعة 5.0، مما يعزز الاقتصاد الدائري الذي يقلل من الهدر ويعظم استخدام الموارد. تؤكد الورقة على أهمية دمج التقنيات المتقدمة لمعالجة التحديات مثل فقدان الوظائف، وتدهور البيئة، وأمن الغذاء، مما يدعو في النهاية إلى نهج متوازن ينسجم بين التقدم التكنولوجي والتنمية الاجتماعية والاعتبارات الأخلاقية.
DOI: https://doi.org/10.1111/1541-4337.70040
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39437193
Publication Date: 2024-10-22
Author(s): Abdo Hassoun et al.
Primary Topic: IoT and Edge/Fog Computing
Overview
The section provides an overview of the transition from Food Industry 4.0 to Food Industry 5.0, emphasizing the ongoing evolution rather than a sudden revolution. While Food Industry 4.0 has primarily focused on profit maximization through digitalization and automation, the anticipated Food Industry 5.0 aims to enhance sustainability, resilience, and human-centric approaches within the food and agriculture sectors. This future paradigm is characterized as a holistic, multidisciplinary, and multidimensional evolution that builds upon existing technological advancements rather than introducing entirely new concepts.
The review highlights that the advancements associated with Industry 5.0 have been in development for years, suggesting a gradual progression towards more sophisticated and efficient food production and processing systems. The authors argue that the transition to Industry 5.0 may not represent a definitive shift but rather an incremental improvement of the principles established during the Food Industry 4.0 era. As the discourse around Industry 5.0 continues, the authors raise the question of whether it is merely a marketing term or a genuine precursor to the next industrial revolution, indicating that the forthcoming years will be crucial in determining its true impact.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the urgent need for innovation in the agri-food sector, driven by challenges such as climate change, biodiversity loss, food waste, and workforce shortages exacerbated by conflicts and pandemics. The emergence of Industry 4.0, characterized by high automation and digitalization, offers potential solutions through the integration of advanced technologies like artificial intelligence (AI), big data, and the Internet of Things (IoT). However, while there is substantial literature on Industry 4.0, there is a notable gap regarding its application in the food industry, termed “Food Industry 4.0.”
The paper also discusses the evolving concept of Industry 5.0, which emphasizes human-centricity, sustainability, and resilience, distinguishing it from Industry 4.0’s technology-centric focus. Industry 5.0 aims to enhance collaboration between humans and machines, promoting ethical practices and reducing environmental impacts. Despite the growing interest in Industry 5.0 across various sectors, research specific to the agri-food domain remains limited. This study intends to conduct a scoping review to explore the concept of “Food Industry 5.0” and identify its enabling technologies, thereby addressing the existing research gap in this critical area.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the evolution of the food industry from Industry 1.0 to Industry 5.0, highlighting significant technological advancements and their implications. Industry 1.0 initiated mechanization and steam power, transitioning economies from agrarian to industrial. Subsequent phases, including Industry 2.0 with mass production and Industry 3.0 with automation, further enhanced efficiency in food production and distribution. The emergence of Industry 4.0 introduced interconnected systems utilizing Cyber-Physical Systems (CPS), the Internet of Things (IoT), and big data analytics, which facilitated precision farming and smart food processing, thereby improving productivity and sustainability.
Transitioning to Industry 5.0, the focus shifts towards a human-centric approach that emphasizes collaboration between humans and technology, aiming to enhance human capabilities rather than replace them. This paradigm fosters innovative solutions, such as collaborative robots (cobots) in food production and augmented reality for maintenance tasks. Additionally, the principles of sustainability and resilience are integral to Food 5.0, promoting a circular economy that minimizes waste and optimizes resource use. The paper underscores the importance of integrating advanced technologies to address challenges such as job displacement, environmental degradation, and food security, ultimately advocating for a balanced approach that harmonizes technological advancement with social development and ethical considerations.