1. Anasayfa
2. Sayfalar
3. Blockchain ve IoT Teknolojilerinin Tarım-Gıda İzlenebilirlik Sistemlerindeki Entegrasyonu: Karakterizasyon ve Maliyet Analizi

Pincheira, Vecchio ve Giaffreda (2022) tarafından gerçekleştirilen bu çalışma, Endüstri 4.0 çağında tarım-gıda sektöründe blockchain ve Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojilerinin entegrasyonuna odaklanarak, izlenebilirlik sistemlerinin kaynak karakterizasyonu ve altyapı maliyetlerini kapsamlı bir şekilde analiz etmektedir. Artan tüketici bilinciyle birlikte "çiftlikten çatala" görünürlük talebinin yükseldiği günümüzde, geleneksel merkezi sistemlerin yetersizlikleri nedeniyle blockchain tabanlı çözümlere olan ilgi artmaktadır.

Araştırma, düşük maliyetli IoT sensörlerinin blockchain altyapısıyla doğrudan etkileşime girebilme kapasitesini değerlendirerek, bu cihazların kısıtlı kaynaklarına rağmen hem disk ve bellek ayak izi, hem işlem süresi hem de enerji tüketimi açısından minimal ek yük ile çalışabildiğini ortaya koymaktadır. Çalışmada kullanılan altı farklı IoT kartı üzerinde yapılan testler, 8-bit AVR, 32-bit ARM ve ESP32 mimarilerinde Ethereum ve Sawtooth blockchain implementasyonlarının performansını karşılaştırmaktadır. Sonuçlar, Ethereum implementasyonunun daha az kaynak gerektirdiğini ve 32kb disk alanı ile 2kb belleğe sahip 8-bit kartlarda bile çalışabildiğini göstermektedir.

Enerji tüketimi açısından yapılan değerlendirmeler, blockchain işlemlerinin toplam enerji bütçesi içindeki payının minimal olduğunu ortaya koymaktadır. Olay tabanlı izlenebilirlik senaryosunda, saatlik çalışma periyodunda blockchain operasyonlarının toplam enerji bütçesinin sadece %0.12-0.24'ünü oluşturduğu, boşta bekleme durumunun ise %99'dan fazlasını teşkil ettiği gözlemlenmiştir. Bu bulgular, düşük maliyetli IoT sensörlerinin blockchain ağlarında doğrudan aktör olarak işlev görebileceğini ve güvenilir veri kaynakları haline gelebileceğini desteklemektedir.

Maliyet modeli açısından, çalışma hem kamusal hem de özel blockchain ağları için altyapı maliyetlerini karşılaştıran kapsamlı bir model sunmaktadır. Geliştirilen model, izlenebilirlik uygulamasını karakterize eden basit parametreler kullanarak sistem maliyetlerini tahmin etmeyi mümkün kılmaktadır. Ethereum ağında tek bir ürünün çiftlikten çatala izlenmesi yaklaşık 409 USD maliyetle gerçekleşirken, altı düğümlü özel Sawtooth altyapısının kurulması ve işletilmesi 2520 USD tutmaktadır. Bu sonuçlar, özel blockchain altyapısının maliyetinin yaklaşık 50 ürünün kamusal ağda yönetilmesi ile eşdeğer olduğunu göstermektedir.

Çalışmanın gıda arzı güvenliği açısından önemi, blockchain teknolojisinin sağladığı şeffaflık, denetlenebilirlik ve değiştirilemezlik özelliklerinin tarım-gıda tedarik zincirindeki güven sorunlarını nasıl çözebildiğine dair somut kanıtlar sunmasıdır. Özellikle extra virgin zeytinyağı örneği üzerinden geliştirilen dört aşamalı süreç (çiftçilik, üretim, nakliye, pazar), gerçek dünya uygulamalarına yönelik pratik bir referans sağlamaktadır. Her aşamada IoT sensörleri tarafından toplanan detaylı veriler, blockchain üzerinde olay tabanlı bir yapıda saklanarak hem veri bütünlüğü hem de sistem performansı optimize edilmektedir.

Dijitalleşme perspektifinden bakıldığında, bu araştırma tarım sektöründe dijital dönüşümün teknik ve ekonomik boyutlarını somut verilerle ortaya koymaktadır. Kısıtlı kaynaklı IoT cihazlarının blockchain teknolojisiyle entegrasyonunun mümkün olduğunun kanıtlanması, küçük ölçekli üreticilerden büyük şirketlere kadar tüm paydaşlar için erişilebilir dijital çözümler geliştirilmesinin yolunu açmaktadır. Önerilen maliyet modeli, işletmelerin teknoloji yatırım kararlarını verirken belirsizlikleri azaltmaya yardımcı olmakta ve sistem başarısının temel faktörlerinden biri olan maliyet-fayda analizini mümkün kılmaktadır.

GADOM Önerileri ve Değerlendirmeler

Gıda Arzı Güvenliği ve Dijitalleşme Ortak Uygulama ve Araştırma Merkezi (GADOM) olarak, blockchain ve IoT teknolojilerinin tarım-gıda sektöründeki potansiyelini değerlendirdiğimizde, bu teknolojilerin merkezimizin stratejik hedefleriyle mükemmel bir uyum içinde olduğunu görmekteyiz. "Tarladan sofraya" vizyonumuz doğrultusunda, blockchain tabanlı izlenebilirlik sistemleri, gıda tedarik zincirinin her aşamasında şeffaflık ve güvenilirlik sağlayarak, tüketicilerin sağlıklı ve güvenilir gıdaya erişimini garanti altına almaktadır.

Merkezimizin faaliyet alanları kapsamında, düşük maliyetli IoT sensörlerinin blockchain teknolojisiyle entegrasyonu, özellikle küçük ve orta ölçekli üreticilerimiz için erişilebilir dijital çözümler sunmaktadır. Bu teknolojilerin maliyet-etkinliği, kırsal kalkınma hedeflerimize ve yerli-milli çözüm üretme misyonumuza önemli katkılar sağlayacaktır. GADOM olarak, bu teknolojilerin pilot uygulamalarının geliştirilmesi, sektör paydaşlarının eğitimi ve dijital platform tasarımında bu yenilikçi yaklaşımların entegre edilmesi konularında liderlik yapmayı hedefliyoruz.

Kırklareli, Burdur Mehmet Akif Ersoy ve Tekirdağ Namık Kemal Üniversitelerinin ortaklığında yürüttüğümüz çalışmalar kapsamında, blockchain ve IoT teknolojilerinin tarım-gıda sektöründeki uygulanabilirliğine yönelik araştırma-geliştirme projelerini öncelikli alanlarımız arasında konumlandırıyor, bu teknolojilerin ulusal gıda politikalarımıza entegrasyonu için gerekli altyapı ve insan kaynağı gelişimine odaklanıyoruz.

Kaynakça

Pincheira, M., Vecchio, M., ve Giaffreda, R. (2022). “Characterization and Costs of Integrating Blockchain and IoT for Agri-Food Traceability Systems”. Systems, 10(3). doi:10.3390/systems10030057