Avainsana: Digitaalinen maatalous

Esineiden internetin (IoT) laajat hyödyt eivät rajoitu pelkästään terveydenhuoltoon, valmistukseen, autoteollisuuteen, ilmailu- ja ilmailualaan; maataloussektoriakaan ei ole jätetty ulkopuolelle. Esineiden internet on elvyttänyt maataloussektorin toimintatapoja luomalla ympäristön kannalta kestäviä toimintoja, muuttamalla ideoita ja tuomalla uusia mahdollisuuksia ennennäkemättömässä mittakaavassa.

Digitaalisten kaksosten vaikutuksesta maataloudessa alhainen sato ja tuottavuus, tuholaisten leviäminen ja sairaudet ja kestämättömyys ovat olleet menneisyyden asioita.

Kuinka digitaaliset kaksoset lieventävät näitä maatalouteen liittyviä perinteisiä ongelmia? Vastataksemme näihin kysymyksiin selvitetään digitaalisten kaksosten merkitys ja miksi ne otetaan käyttöön maatalousalalla?

Maatalouden kasvintuotannon peltopohjaisten prosessien suuri monimutkaisuus asettaa huomattavia vaatimuksia vankkojen teknologioiden kehittämiselle kasvien, maaperän, teknologioiden, ympäristön ja lukuisten häiriömuuttujien vaihtelevuuden huomioon ottamiseksi.

Tiettyjen näkökohtien simulaatiot ovat tukeneet tätä kehitystä jo vuosia. Kokonaisvaltainen maatalousprosessin simulointi – niin sanotusti "digitaalinen kaksonen" – johon on integroitu mahdollisimman monta lueteltua vaikuttavaa muuttujaa, tarjoaa huomattavaa potentiaalia.

Erityisesti yksittäisten muuttujien vaikutusta kokonaisprosessiin voidaan käyttää virheanalyysissä, palveluissa tai uusissa kehityshankkeissa.

Mitä on digitaalinen twinning eli digitaaliset kaksoset?

Digitaaliset kaksoset ovat todellisen omaisuuden (olipa se sitten aineellinen tai aineeton) virtuaalisia kopioita, jotka on luotu testaamaan, ennustamaan ja ymmärtämään käytös sen fyysisistä vastineista.

Maatalouden digitaalinen kaksonen edustaa todellisia objekteja, joissa historiallisia objekteja voidaan jäljentää ja tulevaisuuden objekteja simuloida luodakseen skenaarioita, joiden pohjalta viljelijät voivat toimia.

Se antaa viljelijöille ja sidosryhmille mahdollisuuden käsitellä odottamattomia poikkeamia esimerkiksi tunnistamalla ongelmat etukäteen, aikatauluttamalla ennakoivaa huoltoa oikeaan aikaan ja tarjoamalla välittömiä ratkaisuja kasaantuviin ongelmiin. Digitaalinen kaksonen nopeuttaa maatalousliiketoimintaa tuotannosta markkinointiin ja myyntiin.

Miten tämä on mahdollista?

Oletetaan esimerkiksi, että tuholaiset ja taudit vaikuttavat alueen sadontuotantoon. Ottamalla sen käyttöön voit kerätä laadukasta tietoa, jota ihmisaistit eivät pysty havaitsemaan, mobiilisovelluksen kautta, joka toimii digitaalisena vastineena antureiden ja satelliittidatan avulla.

Voit sitten antaa kuvia sairastuneista kasveista ja kuvailla ongelman, ja verrata näitä kuvia kyseisen kasvin kopioon ja tarjota ratkaisuja. Näin digitaaliset kaksoset yksinkertaisesti toimivat.

Digitaalisen kaksosen edellytykset maataloudessa

1. Yksilöllisyys

Maatalouden digitaalisen kaksosen on oltava täsmällinen, ja sille on annettava tietty nimi yleisnimen vuohi tai kissa sijaan.

2. Lähes reaaliaikainen

Tämä tarkoittaa, että niin kauan kuin reaaliaikainen on olemassa, myös kaksosen pitäisi olla olemassa.

3. Dataan perustuva

Se on mitattava digitaalisesti samalla laitteella todellisen näytteen mittaamiseksi.

4. Realistinen ja toteuttamiskelpoinen

Maatalouden digitaalisen kaksosen on oltava ominaisuuksiltaan ja muodoltaan lähellä todellisuutta. Sen on oltava realistinen.

5. Toiminnallinen

Todellisuutta koskevan tiedon tulisi olla toimintaan sidottua.

Miten se toimii?

Se hyödyntää teknologisia laitteita, kuten sensoreita, satelliitteja ja muita laitteita digitaalisen kaksosen valvontaan. Näiden saatujen tietojen avulla historiatietoihin päästään käsiksi tarvittaessa ja niitä tarvitaan suunnittelua varten.

Se kattaa digitaalisen kaksosen koko prosessin. Sen ei tarvitse olla hienostunut järjestely, riittää, että ne tehdään oikeaan aikaan – niiden on oltava tieteellisesti realistisia.

Miten ne eroavat malleista?

Mallit ovat vain representaatio tietystä asiasta. Toisin kuin digitaaliset kaksoset, mallit eivät ole vain representaatio, vaan ne on myös sisällytetty todellisen asian prosessiin mitattavissa olevaa tuotosta varten. Useimmat mallit antavat usein vääriä tuloksia. Myös yhdistettynä ne antavat vääriä raportteja.

Niitä käytetään tiettyihin tarkoituksiin. Niiden tuloksia voidaan tarkastella kymmeninä. Tämä varmistaa tulosten luotettavuuden. Ne suojaavat käyttäjää monimutkaisilta teknisiltä yksityiskohdilta esittämällä tiedot helposti ymmärrettävällä tavalla. Niiden tulisi esittää todellisen tilanteen päivitykset.

Miten digitaalisten kaksosten kanssa olla vuorovaikutuksessa?

Sitä valvotaan laitteilla, kuten kannettavilla tietokoneilla, tableteilla tai puhelimilla. Sen avulla on helppo tarkastella historiaa tai ennustaa todellisen paikan tulevaisuutta. Voit myös työskennellä järjestelmän kanssa käynnistääksesi fyysisiä järjestelmiä, kuten kastelun.

Digitaalisen kaksosen sisäinen toiminnallisuus maataloudessa on piilotettu, eikä käyttäjän tarvitse ymmärtää sen monimutkaisuutta. Se paljastaa käyttäjälle vain sen, mitä fyysisessä toiminnassa vaaditaan. Vaikka ominaisuuksia, joita ei voida arvioida normaalissa toiminnassa, lisätään.

Missä maataloudessa todennäköisesti näen digitaalisia kaksosia?

Digitaalisen kaksosen käyttö on jo yleistynyt. Sitä käytetään karjan seurannassa sekä fyysisesti että etänä. Peltojen valvontajärjestelmä varmistaa peltojen ja satojen tilan raportoinnin parempia ja tietoisempia johtopäätöksiä varten. Etävalvontajärjestelmä raportoi maatalouskoneiden, kuten kylvökoneiden, traktorien, ruiskujen jne. tilan vikojen varhaiseen havaitsemiseen ja ennakointiin.

Reaalimaailman asia mallinnetaan realistisesti ja käyttöraporteilla on merkitystä järjestelmän tilalle. Sillä on joitakin rajoituksia, valvottua asiaa voidaan tarkistaa vain yhden ominaisuuden osalta. Sitä käytetään muilla toimialoilla, mutta maataloudessa sitä käytetään useiden kiinteistöjen kattamiseen tilan monimuotoisuuden vuoksi.

Johtopäätös

Ennen teknologista aikakautta tehtiin tutkimusta ja kehitystä kasvien ymmärtämiseksi ja ennakoimiseksi’ käytös torjuakseen merkittäviä maatalouden ongelmia, kuten tuholaisten ja tautien leviämistä sekä alhaista tuottavuutta. Alkuperäisten työkalujen käytön vuoksi tutkimustulokset olivat varmentamattomia ja epäluotettavia. Näin ollen ongelmat jatkuivat.

Silloin maanviljelijöillä ei ollut muuta tapaa kokeilla kasveja käytös paitsi kokeilu- ja erehdysmenetelmällä, joka johtaa runsaaseen resurssien ja ajan hukkaan. Näiden maatalouden mysteerien lopettamiseksi maataloudessa otettiin käyttöön digitaaliset kaksoset, jotta kasveista ja eläimistä saataisiin yksityiskohtainen käsitys. käyttäytymismallit parantaakseen maatalouden tehokkuutta. Teknologisesta vallankumouksesta innostuneimmat odottavat, että maataloustoiminta hyötyy näistä edistysaskeleista huomattavasti.

Kukaan ei siis voi ymmärtää fyysistä maatasi paremmin kuin sinä itse... ja datatiedettä. Ja GeoPard on tässä tapauksessa hyödyllinen alusta viljelijöille, joka auttaa:

• Kerää teknistä dataa kaukokartoituksen avulla, maaperän näytteenotto, anturit, topografia, jne.
• Saat käyttöösi minkä tahansa pienen määrän peltoja satelliittiseurannan ja viljelykiertotietojen avulla.
• Hallitse tietojasi myös offline-tilassa sovelluksen avulla.

Koneiden ja erilaisten laitteistojen välisen kommunikaation mahdollistaminen ja digitaalisen älykkyyden lisääminen laitteisiin mahdollistaa lukuisten fyysisten laitteiden yhdistämisen ja tiedon jakamisen internetin kautta ilman ihmisen puuttumista asiaan.

Pohjimmiltaan termi "IoT" kattaa kaiken internetiin kytketyn, mutta sitä pidetään yhä useammin keskenään "keskustelevina" esineinä. Tämä voi sisältää kaiken yksinkertaisista antureista älypuhelimiin, puettaviin laitteisiin ja tietokoneisiin – mutta laitteiden osalta, jotka ovat kaikki yhteydessä toisiinsa.

Kun verkottuneet laitteet yhdistetään älykkääseen ohjelmistoon, kuten monissa automatisoiduissa järjestelmissä, on mahdollista tehdä paljon enemmän kuin vain kerätä tietoa, vaan myös analysoida topografiaa, maaperää ja satoa ja käynnistää jonkinlaisia toimia, mukaan lukien prosessista oppiminen.

Esineiden internet voi soveltua yhtä lailla suljettujen yksityisten verkkojen laitteisiin, mutta esineiden internetin käsite yhdistää nämä verkot ja luo paljon verkottuneemman maailman.

On olemassa monia esineiden internetiin (IoT) kuuluvia laitteita, jotka mahdollistavat maataloustuotannon kokonaisten prosessien seurannan. Ohjelmistojärjestelmien tukemat IoT-laitteet voivat seurata prosesseja taimien tuotannosta sadonkorjuun jälkeiseen vaiheeseen.

Näiden laitteiden ja ohjelmistojärjestelmien avulla alkutuotanto voidaan yhdistää ja integroida saumattomasti maatalouden arvoketjun muihin vaiheisiin – kuten jalostukseen, tukkukauppaan, vähittäiskauppaan ja jopa loppukäyttäjään.

Suurin osa maataloustuotannossa käyttöönotetuista esineiden internetin (IoT) tekniikoista on antureita, jotka tarjoavat relevanttia tietoa peltojen ja kasvihuoneiden todellisesta tilanteesta, minkä ansiosta voimme tehdä sadon seuranta milloin tahansa tai eläintuotannon yhteydessä yksittäisen eläimen status.

Nämä anturit keräävät tai tuottavat erityyppistä dataa, ja enimmäkseen ne tallentavat ympäristöparametreja (maaperän ja ilman kosteus ja lämpötila, sähkönjohtavuus, sademäärä, tuulen nopeus ja suunta, lehtien kosteus, säteilytys ja monia muita viljelijöiden tarpeisiin sopivia sovelluksia).

Mitä mahdollisuuksia esineiden internet tarjoaa maataloudessa?

Ilmastonmuutoksen yhä kielteisemmät vaikutukset, joita olemme nähneet viime aikoina, häiritsevät maataloustuotantoa, mikä korostaa tarvetta tehdä tietoon perustuvia ja riittäviä päätöksiä hyvin lyhyessä ajassa.

Tämän lisäksi, mutta täysin eri näkökulmasta, on tiukan lainsäädännön noudattaminen ja asianmukainen kirjanpitoprosessi, joissa tuottajat menettävät liikaa arvokasta aikaansa. Yllä olevassa yhteydessä esineiden internetin käyttöönotto maatiloilla ja maataloustoiminnassa voi auttaa ratkaisemaan yhden nykyaikaisen maanviljelijän suurimmista ongelmista.

Maatalouden esineiden internet (IoT) voi auttaa maanviljelijöitä saamaan reaaliaikaista tietoa maataloustuotannon olosuhteista. Se voi myös auttaa päätöksenteon tukiohjelmistoja, jotka tuottavat asianmukaisia neuvoja päätöksentekoprosesseissa.

Lisäksi kaikkia tallennettuja tietoja voidaan myöhemmin käyttää todisteena jokaisesta suoritetusta toiminnosta ja kaikista käytetyistä syötteistä, jolloin viljelijöiden ei tarvitse käyttää ylimääräistä aikaa numeroiden analysointiin, mikä helpottaa huomattavasti kirjanpitoprosessia.

Erityisesti esineiden internetin käyttöönotto maataloudessa voi lyhentää maatilan rutiinitoimintojen tarkistamiseen, tiettyjen toimintojen ja tilojen seurantaan kuluvaa aikaa ja antaa viljelijöille mahdollisuuden keskittyä tärkeisiin toimintoihin, kuten strategiseen johtamiseen ja tuotteiden asemointiin markkinoilla.

IoT:n lopputuloksena on tuottavuuden mahdollinen kasvu, kustannussäästöt syöttösovelluksissa, jäljitettävyys ja työvoiman väheneminen.

Miten IoT toimii maataloudessa?

Esineiden internetin käyttöönotto maatiloilla voi auttaa viljelijöitä leikkaamaan kustannuksiaan käyttämällä tarkempia määrällisiä panoksia pelkästään pellolla tuotetusta tiedosta tulkinnan perusteella.

IoT-datan avulla maanviljelijät voivat käyttää erilaisia malleja tautien ja tuholaisten esiintymisen havaitsemiseksi, mikä vaikuttaa suoraan käytettyjen torjunta-aineiden määrään ja suoritettujen toimenpiteiden määrään. Tämä säästää lopulta aikaa, leikkaa kustannuksia ja vähentää ympäristövaikutuksia.

Lisäksi laskemalla haihdunta tuotetun IoT-datan avulla viljelijöillä on mahdollisuus ajoittaa kastelunsa oikea-aikaisesti, mikä mahdollistaa käytetyn veden määrän minimoimisen.

Kasteluveden säästäminen on erittäin tärkeää paikoissa, joissa on niukkuutta vedestä. Lisäksi tällaisen toiminnan suorittamiseen tarvittavaa dataa voidaan hallita useiden edellä mainittujen IoT-antureiden avulla.

Kasvintuotannon lisäksi IoT-teknologia maataloudessa on erittäin hyödyllistä myös karjanhoidossa, jossa karjankasvatuskustannukset nousevat jatkuvasti. Viime aikoina karjanhoidossa on kiinnitetty suurta huomiota siihen, miten maanviljelijät kohtelevat eläimiä, ja eri tahot ovat painostaneet maanviljelijöitä uhkaamaan eläimiä inhimillisellä tavalla.

IoT-teknologian käyttöönotto antaa maanviljelijöille mahdollisuuden kiinnittää eläimiin erilaisia antureita aiheuttamatta minkäänlaista epämukavuutta, jolloin ne voivat jatkuvasti seurata niiden terveyttä ja aktiivisuustilaa.

Esineiden internetin kautta mitataan monenlaista dataa, kuten eläinten sykettä, verenpainetta, märehtimisaikaa, ruumiinlämpöä jne. Lisäksi markkinoilla on antureita, jotka lähettävät GPS-dataa. Paikannuksen seuranta on erittäin hyödyllistä maanviljelijöille, joilla on avolaidunmaita.

Kaikkien edellä mainittujen datatyyppien hyödyntäminen antaa viljelijöille riittävästi aikaa olla ennakoivia toiminnassaan, mikä johtaa tuottavuuden kasvuun, ympäristövaikutusten vähenemiseen ja ilmastonmuutoksen kielteisten vaikutusten lieventämiseen.

Miten IoT:tä hyödynnetään maataloudessa?

IoT:n edut maataloudessa voivat olla moninaiset, pääasiassa sen laaja-alaisten sovellusten ansiosta. Saadaksemme täydellisemmän kuvan IoT:n merkityksestä maataloudessa, mainitsemme useita erityyppisiä IoT-sovelluksia maataloustuotannon eri tyypeissä ja vaiheissa:

1. Sääasemat

Sääasemien anturit keräävät mittauksia, jotka kartoittavat ilmasto-olosuhteita, ohjaavat päätöksentekoa viljelykasvien osalta ja voivat auttaa parantamaan satokapasiteettia, jolloin saadaan mahdollisimman suuri sato.

Mittaamalla näitä ympäristötekijöitä ja tuottamalla niistä dataa, esineiden internet voi rakentaa tarkan historian, joka voi auttaa viljelijöitä päätöksentekoprosesseissaan tai tehdä todennäköisyyteen perustuvia suunnitelmia, mikä vähentää odottamattomien kustannusten ja toimintojen riskiä.

2. Kasvihuoneiden automaatio

Sääasemia ei käytetä ainoastaan tarvittavien ympäristötietojen keräämiseen, vaan niitä voidaan käyttää myös olosuhteiden automaattiseen säätämiseen kontrolloiduissa mikroilmasto-olosuhteissa, kuten kasvihuoneissa, vastaamaan tiettyjä kasvuparametreja.

Olipa kyseessä sitten vesiviljely tai kasvualustalla kasvatetut kasvit, automatisoitujen kasvihuoneiden edut voivat olla merkittäviä. Antureiden keräämät hetkelliset tiedot voidaan yhdistää, jolloin saadaan laaja kuva kasvihuoneen olosuhteista.

Jos optimaaliset parametrit optimaalisille kasvuolosuhteille tunnetaan ja asetetaan, ympäristön automaattinen säätö on helposti saavutettavissa.

3. Sadonkorjuulaitteet

Pellolle voidaan sijoittaa laaja valikoima antureita, jotka keräävät päätöksentekotietoja, kuten lämpötilaa, sademäärää, sadon terveyttä, sadon ravitsemustilaa ja monia muita tietoja. Nämä laitteet ovat täsmäviljelyn keskeisiä elementtejä.

Anturimittauksista voidaan saada monenlaista arvokasta dataa. Kun data tallennetaan, se luo ajallisen historian, joka syötetään päätöksenteko-ohjelmistoon, joka auttaa viljelijöitä heidän päätöksentekoprosesseissaan.

4. Karjanhoidon laitteet

Antureita voidaan käyttää tai jopa kiinnittää eläimiin, jotta ne antavat tietoa kunkin eläimen lämpötilasta, terveydestä ja ravitsemuksesta sekä yleistä tietoa karjasta.

Tällaisen anturin avulla maanviljelijä tietää tarkalleen, missä tietyt yksilölliset tunnisteet omaavat eläimet ovat. Anturit voivat myös antaa tietoa esimerkiksi siitä, milloin tietty eläin viimeksi söi, nukkui, käveli jne.

5. Maatilojen tuottavuuden hallintajärjestelmät

Kentällä on monia potentiaalisia järjestelmiä, jotka valvovat ja ohjaavat kaikkia kentällä asennettuja antureita, ja yhdistävät ne tehokkaaksi analyyttiseksi kojelaudaksi logistiikka-, kirjanpito- ja raportointitoiminnoille.

Tuntemalla tilalla käytettävät tarkat panokset ja tuotokset viljelijät voivat saada selkeän käsityksen mahdollisista riskeistä, mutta heillä on myös tietoa käytettävissään optimaalisten ratkaisujen laatimiseksi.