Silt: Digitaalne põllumajandus

Asjade interneti (IoT) laialdased eelised ei piirdu ainult tervishoiu-, tootmis-, autotööstuse-, lennundus- ja lennundustööstusega; põllumajandussektor pole välja jäetud. Asjade internet on elavdanud põllumajandussektori toimimist, luues keskkonnasäästlikke toiminguid, muutes ideid ja pakkudes uusi võimalusi enneolematus ulatuses.

Digitaalsete kaksikute mõju tõttu põllumajanduses on madal saagikus ja tootlikkus, kahjurite levik ja haigused ja jätkusuutmatus on minevikuks saanud.

Kuidas digitaalsed kaksikud leevendavad põllumajandusega seotud juurdunud probleeme? Nendele küsimustele vastamiseks uurime välja digitaalsete kaksikute tähenduse ja miks neid põllumajandussektoris tutvustatakse?

Põllumajandusliku taimekasvatuse põllul toimuvate protsesside suur keerukus seab märkimisväärseid nõudmisi robustsete tehnoloogiate väljatöötamisele, mis arvestavad taimede, pinnase, tehnoloogiate, keskkonna ja arvukate häirivate muutujate varieeruvust.

Spetsiifiliste aspektide simulatsioonid on neid arendusi aastaid toetanud. Märkimisväärne potentsiaal on põllumajandusprotsessi terviklikul simulatsioonil – niiöelda “digitaalsel kaksikul” –, mis integreerib võimalikult palju loetletud mõjutavaid muutujaid.

Eelkõige saab üksikute muutujate mõju üldisele protsessile kasutada veaanalüüsiks, teenuste pakkumiseks või uute arenduste tegemiseks.

Mis on digitaalne mestimine ehk digitaalsed kaksikud?

Digitaalsed kaksikud on reaalse vara (olgu see siis materiaalne või mittemateriaalne) virtuaalsed koopiad, mis on loodud testimiseks, ennustamiseks ja mõistmiseks. käitumine selle füüsilistest vastetest.

Põllumajanduses kujutavad digitaalsed kaksikud endast reaalseid objekte, kus ajaloolisi objekte saab reprodutseerida ja tuleviku objekte simuleerida, et luua stsenaariume, mille alusel põllumehed saavad tegutseda.

See annab põllumeestele ja sidusrühmadele võimaluse ootamatute kõrvalekalletega toime tulla, näiteks tuvastades probleeme eelnevalt, planeerides ennustavat hooldust õigel ajal ja pakkudes koheseid lahendusi süvenevatele probleemidele. Digitaalsed kaksikud kiirendavad põllumajandusettevõtet tootmisest turunduse ja müügini.

Kuidas see võimalik on?

Näiteks oletame, et piirkonnas mõjutavad kahjurid ja haigused põllukultuuride tootmist. Selle kasutuselevõtuga saate mobiilirakenduse kaudu, mis toimib digitaalse vastena andurite ja satelliidiandmete abil, koguda kvaliteetset teavet, mida inimmeeled ei suuda jälgida.

Seejärel saate esitada pilte kahjustatud taimedest ja kirjeldada probleemi ning seejärel võrrelda neid pilte täpse taime koopiaga ja pakkuda lahendusi. Nii digitaalsed kaksikud lihtsalt töötavadki.

Põllumajanduses digitaalse kaksiku jaoks vajalikud tingimused

1. Individuaalsus

Põllumajanduses peab digitaalne kaksik olema konkreetne, andes sellele konkreetse nime, mitte üldise nimetuse nagu kits või kass.

2. Peaaegu reaalajas

See tähendab, et seni, kuni reaalajas eksisteerib, peaks eksisteerima ka kaksik.

3. Andmepõhine

See tuleb digitaalselt mõõta, sama instrumendiga päris proovi puhul.

4. Realistlik ja teostatav

Põllumajanduses peab digitaalne kaksik olema omaduste ja vormi poolest lähedane tegelikkusele. See peab olema realistlik.

5. Tegutsemiskõlblik

Päris asja puudutav teave peaks olema tegevusele suunatud.

Kuidas see toimib?

See kasutab digitaalse kaksiku jälgimiseks tehnoloogilisi seadmeid, nagu andurid, satelliidid ja muud seadmed. Selle teabe abil saab vajadusel juurde pääseda ajaloolistele andmetele ja teha plaane.

See hõlmab digitaalse kaksiku kogu protsessi. See ei pea olema uhke kokkulepe, piisab, kui see õigel ajal ära tehakse, see peab olema teaduslikult realistlik.

Kuidas need mudelitest erinevad?

Mudelid on lihtsalt konkreetse asja esitus, erinevalt digitaalsetest kaksikutest ei ole mudelid mitte ainult esitus, vaid on ka kaasatud reaalse asja protsessi mõõdetava väljundi saamiseks. Enamik mudeleid annab sageli valesid tulemusi. Ka nende kombineerimisel saadakse valeandmeid.

Neid kasutatakse kindlatel eesmärkidel. Nende tulemusi võib näha kümnetes. See on tulemuste usaldusväärsuse tagamiseks. Need kaitsevad kasutajat keeruliste tehniliste üksikasjade eest, esitades teavet hõlpsasti mõistetaval viisil. See peaks esitama tegeliku asja olekuvärskendusi.

Kuidas suhelda digitaalsete kaksikutega?

Seda jälgitakse selliste seadmete kaudu nagu sülearvutid, tahvelarvutid või telefonid. See teeb ajaloole juurdepääsu või tuleviku ennustamise lihtsaks. Süsteemiga saab ka füüsilisi süsteeme, näiteks niisutust, sisse lülitada.

Põllumajanduses on digitaalse kaksiku sisemine funktsionaalsus peidetud ja kasutaja ei pea selle keerukusest aru saama. See tutvustab kasutajale ainult seda, mida füüsilises suhtluses vaja läheb. Kuigi lisatud on ka funktsioone, mida tavapärases suhtluses hinnata ei saa.

Kus ma põllumajanduses tõenäoliselt digitaalseid kaksikuid näen?

Digitaalse kaksiku kasutamine on juba hoo sisse saanud. Seda kasutatakse kariloomade jälgimiseks nii füüsiliselt kui ka eemalt. Põllu jälgimissüsteem tagab põldude ja põllukultuuride seisukorra aruande paremate ja teadlikumate juhtimisotsuste tegemiseks. Kaugjälgimissüsteem annab aru põllumajandusmasinate, näiteks külviku, traktori, pihusti jne seisukorrast rikete varajaseks avastamiseks ja ennetamiseks.

Reaalse maailma asi on modelleeritud realistlikult ja eluraportitel on süsteemi oleku kohta tähendus. Sellel on mõned piirangud, jälgitavat asja saab kontrollida ainult ühe aspekti osas. Seda kasutatakse teistes tööstusharudes, kuid põllumajanduses mitme kinnisvaraobjekti katmiseks, kuna talus on palju erinevaid objekte.

Kokkuvõte

Enne tehnoloogiaajastut tehti uurimis- ja arendustegevust, et mõista ja ennetada taimede’ käitumine et võidelda peamiste põllumajandusprobleemidega, milleks on kahjurite ja haiguste levik ning madal tootlikkus. Algsete tööriistade kasutamise tõttu jäid uurimistulemused kontrollimata ja tulemused olid ebausaldusväärsed. Seega probleemid püsisid.

Siis polnud põllumeestel muud võimalust taimedega katsetada. käitumine välja arvatud katse-eksituse meetodil, mille tulemuseks on tohutu ressursside ja aja kaotus. Nende põllumajanduslike saladuste lõpetamiseks võeti põllumajanduses kasutusele digitaalsed kaksikud, et anda üksikasjalik arusaam taimedest ja loomadest. käitumist põllumajanduse tõhususe parandamiseks. Need, kes on tehnoloogilise revolutsiooni suhtes kõige entusiastlikumad, eeldavad, et põllumajandustegevus saab nende edusammude kaudu märkimisväärset kasu.

Seega ei saa keegi teie füüsilist maad paremini mõista kui teie ise... ja andmeteadust. Ja GeoPard on sel juhul kasulik platvorm kasvatajatele, mis aitab:

• Koguge tehnilisi andmeid kaugseire abil, mullaproovide võtmine, andurid, topograafia, jne.
• Ligipääs igale põllule satelliitseire ja külvikorra andmetega.
• Halda oma andmeid rakenduse abil isegi võrguühenduseta.

Masinate ja mitmesuguse riistvara vahelise suhtluse võimaldamine ning digitaalse intelligentsuse lisamine seadmetesse võimaldab ühendada suurt hulka füüsilisi seadmeid ja jagada andmeid interneti kaudu ilma inimese sekkumiseta.

Põhimõtteliselt hõlmab termin ‘IoT’ kõike internetiga ühendatud, kuid üha enam peetakse seda seotuks objektidega, mis omavahel ‘suhtlevad’. See võib hõlmata kõike alates lihtsatest anduritest kuni nutitelefonide, kantavate seadmete ja arvutiteni – aga seadmete puhul, mis on kõik omavahel ühendatud.

Kui ühendatud seadmed kombineeritakse nutika tarkvaraga, nagu paljudes automatiseeritud süsteemides, on võimalik teha palju enamat kui lihtsalt teavet koguda, vaid ka analüüsida topograafiat, pinnast ja saagikust ning algatada teatud tegevusi, sealhulgas protsessist õppimist.

Asjade internetti saab võrdselt rakendada ka suletud privaatvõrkudes olevatele seadmetele, kuid asjade interneti kontseptsioon ühendab need võrgud, luues palju ühendatuma maailma.

Asjade interneti (IoT) alla kuulub palju seadmeid, mis võimaldavad jälgida põllumajandusliku tootmise kõiki protsesse. Tarkvarasüsteemide toel saavad Asjade interneti seadmed jälgida protsesse alates seemikute kasvatamisest kuni põllukultuuride majandamiseni (niisutamine, taimekaitse ja taimede toitumine) kuni saagikoristusjärgse etapini.

Need seadmed ja tarkvarasüsteemid võimaldavad esmatootmist sujuvalt ühendada ja integreerida põllumajandusliku väärtusahela teistesse etappidesse – näiteks töötlemise, hulgimüügi, jaemüügi ja isegi lõpptarbijani.

Enamik põllumajanduslikus tootmises rakendatud asjade internetist on andurite kujul, mis pakuvad asjakohast teavet põldude ja kasvuhoonete tegeliku olukorra kohta, võimaldades meil teha saagi jälgimine igal ajal või loomakasvatuse kontekstis üksiku looma staatus.

Need andurid koguvad või genereerivad erinevat tüüpi andmeid ning enamasti mõõdavad nad keskkonnaparameetreid (mulla ja õhu niiskus ja temperatuur, elektrijuhtivus, sademed, tuule kiirus ja suund, lehtede niiskus, kiirgus ja paljud muud kasvatajate vajadustele vastavad rakendused).

Millised on asjade interneti võimalused põllumajanduses?

Kliimamuutuste üha negatiivsemad mõjud, mida me viimasel ajal oleme näinud, häirivad põllumajandustootmist, tuues esile vajaduse teha väga lühikese aja jooksul teadlikke ja piisavaid otsuseid.

Lisaks sellele, aga täiesti teisest vaatenurgast, on oluline järgida ranget õigusraamistikku ja korrektset arvestusprotsessi, mille puhul tootjad kaotavad liiga palju oma väärtuslikku aega. Eeltoodud kontekstis võib asjade interneti rakendamine kogu talus ja põllumajandustegevuses aidata lahendada ühe tänapäevase põllumehe peamise probleemi.

Põllumajanduses kasutatav asjade internet aitab põllumeestel saada reaalajas teavet põllumajandustootmise tingimuste kohta. Samuti saab see aidata otsustusprotsessides asjakohaste nõuannete genereerimiseks otsustustugi tarkvara.

Lisaks saab kõiki salvestatud andmeid hiljem kasutada tõendina iga tehtud toimingu ja kõigi kasutatud sisendite kohta, mis võimaldab põllumeestel mitte kulutada lisaaega numbrite analüüsimisele, mis lihtsustab oluliselt arvepidamisprotsessi.

Täpsemalt öeldes võib asjade interneti rakendamine põllumajanduses lühendada aega, mis kulub põllumajandusettevõtte tavapäraste tegevuste kontrollimisele, konkreetsete toimingute ja staatuste jälgimisele ning võimaldab põllumajandustootjatel keskenduda olulistele tegevustele, nagu strateegiline juhtimine ja toodete turul positsioneerimine.

Asjade interneti lõpptulemuseks on potentsiaalne tootlikkuse kasv, sisendkulude vähenemine, jälgitavus ja tööjõukulu vähenemine.

Kuidas asjade internet põllumajanduses töötab?

Asjade interneti rakendamine talus aitab põllumeestel kulusid vähendada, rakendades täpsemaid koguselisi sisendeid, mis tulenevad pelgalt põldudel genereeritud teabe tõlgendamisest.

Asjade interneti andmete abil saavad põllumehed haiguste ja kahjurite esinemise tuvastamiseks kasutada erinevaid mudeleid, mõjutades otseselt kasutatavate pestitsiidide arvu ja teostatud toimingute arvu, mis lõppkokkuvõttes säästab aega, vähendab kulusid ja vähendab keskkonnamõju.

Lisaks saavad põllumehed genereeritud IoT-andmete abil aurustumise arvutamise abil võimaluse oma niisutusmustreid õigeaegselt planeerida, mis võimaldab neil kasutatava vee hulka minimeerida.

Niisutusvee säästmine on äärmiselt oluline kohtades, kus on veepuudus. Lisaks saab sellise toimingu teostamiseks vajalikke andmeid hallata mitmete eespool mainitud IoT-andurite rakendamisega.

Lisaks taimekasvatusele on asjade interneti tehnoloogia põllumajanduses väga kasulik ka loomakasvatuses, kus kariloomade pidamise kulud hetkest hetkesse tõusevad. Viimasel ajal pööratakse loomakasvatuses suurt rõhku sellele, kuidas põllumehed loomi kohtlevad, ja erinevad osapooled survestavad põllumehi loomi humaansemal viisil ähvardama.

Asjade interneti rakendamine võimaldab põllumeestel loomadele ebamugavust tekitamata erinevaid andureid kinnitada, andes neile seega võimaluse pidevalt oma tervist ja aktiivsust jälgida.

Asjade interneti kaudu mõõdetakse palju erinevaid andmeid, näiteks loomade pulssi, vererõhku, mäletsemisaega, kehatemperatuuri jne. Lisaks on turul saadaval andureid, mis edastavad GPS-andmeid. Asukoha jälgimine on väga kasulik põllumeestele, kellel on avatud karjamaad.

Kõigi ülalmainitud andmetüüpide kasutamine annab põllumeestele piisavalt aega oma tegevuse suhtes ennetavaks tegutsemiseks, mille tulemuseks on tootlikkuse suurenemine, negatiivse keskkonnamõju vähendamine ja kliimamuutuste negatiivsete tagajärgede leevendamine.

Kuidas kasutada asjade internetti põllumajanduses?

Asjade internetil põllumajanduses on palju eeliseid, peamiselt tänu selle laiale rakendusalale. Asjade interneti olulisusest põllumajanduses terviklikuma pildi saamiseks mainime mitut tüüpi asjade interneti rakendusi põllumajandusliku tootmise eri tüüpides ja etappides:

1. Ilmajaamad

Ilmajaamades ühendatud andurid koguvad andmeid, mis kaardistavad kliimatingimusi, annavad teavet põllukultuuride kasvatamise otsuste langetamiseks ja aitavad potentsiaalselt parandada põllukultuuride saagikust, pakkudes maksimaalset võimalikku saaki.

Neid keskkonnategureid mõõtes ja nendest andmeid genereerides saavad asjade interneti süsteemid luua täpse ajaloo, mis aitab põllumeestel otsustusprotsessides või koostada tõenäosuspõhiseid plaane, vähendades seeläbi ootamatute kulude ja toimingute riski.

2. Kasvuhoonete automatiseerimine

Ilmajaamu ei kasutata mitte ainult vajalike keskkonnaandmete kogumiseks, vaid neid saab kasutada ka kontrollitud mikrokliima tingimuste, näiteks kasvuhoonete, automaatseks kohandamiseks, et need vastaksid konkreetsetele kasvuparameetritele.

Olenemata sellest, kas tegemist on hüdropoonika või substraadil kasvatatavate taimedega, võivad automatiseeritud kasvuhoonete eelised olla märkimisväärsed. Andurite abil saadud hetkeandmeid saab kombineerida, et saada üldine pilt kasvuhoone tingimustest.

Kui optimaalsete kasvutingimuste optimaalsed parameetrid on teada ja paika pandud, on keskkonna automaatne kohandamine hõlpsasti saavutatav.

3. Saagikoristusseadmed

Põllule saab paigutada laia valikut andureid, mis koguvad otsustusteavet, näiteks temperatuuri, sademete, saagi tervise, saagi toitumisseisundi ja palju muu kohta. Need seadmed on täppispõllumajanduse põhielemendid.

Andurite mõõtmistest on võimalik saada palju väärtuslikke andmeid. Nende andmete salvestamisel luuakse ajaline ajalugu, mis suunatakse otsustusprotsesside tarkvarasse, mis aitab põllumehi otsustusprotsessides.

4. Loomakasvatuse seadmed

Andureid saab loomadele paigaldada või isegi kinnitada, et anda teavet iga üksiku looma temperatuuri, tervise ja toitumise kohta, samuti üldist teavet karja kohta.

Sellise anduri abil teab farmer täpselt, kus konkreetsed loomad koos unikaalsete identifikaatoritega asuvad. Andurid saavad anda ka teavet, näiteks millal konkreetne loom viimati sõi, magas, kõndis jne.

5. Põllumajandusettevõtete tootlikkuse juhtimise süsteemid

Saadaval on palju potentsiaalseid süsteeme, mis jälgivad ja juhivad kõiki väljale paigaldatud andureid, kombineerides neid võimsaks analüütiliseks armatuurlauaks logistika, raamatupidamise ja aruandluse funktsioonide jaoks.

Teades täpselt kogu talus kasutatavaid sisendeid ja väljundeid, saavad põllumehed selge ettekujutuse võimalikest riskidest, millega nad võivad kokku puutuda, kuid neil on käepärast teavet optimaalsete lahenduste väljatöötamiseks.