Etykietka: Cyfrowe rolnictwo

Szerokie korzyści płynące z Internetu rzeczy (IoT) nie ograniczają się wyłącznie do sektora ochrony zdrowia, produkcji, motoryzacji, lotnictwa i kosmonautyki; sektor rolniczy nie jest w tyle. IoT zrewolucjonizował sposób prowadzenia działalności w rolnictwie, tworząc zrównoważone pod względem środowiskowym operacje, transformując koncepcje i otwierając nowe możliwości na niespotykaną dotąd skalę.

W wyniku wpływu cyfrowych bliźniaków na rolnictwo, niskie plony i produktywność, rozprzestrzenianie się szkodników i choroby i niezrównoważony rozwój należą już do przeszłości.

W jaki sposób cyfrowe bliźniaki łagodzą te fundamentalne problemy związane z rolnictwem? Aby odpowiedzieć na te pytania, przyjrzyjmy się znaczeniu cyfrowych bliźniaków i powodom ich wprowadzenia do sektora rolniczego.

Wysoka złożoność procesów polowych w produkcji roślinnej wymaga opracowania solidnych technologii, uwzględniających zmienność roślin, gleby, technologii, środowiska i licznych czynników zakłócających.

Symulacje konkretnych aspektów wspierają te rozwiązania od wielu lat. Holistyczna symulacja procesu rolniczego – można by rzec “cyfrowy bliźniak” – z uwzględnieniem jak największej liczby wymienionych zmiennych wpływających, ma ogromny potencjał.

W szczególności wpływ poszczególnych zmiennych na cały proces można wykorzystać do analizy błędów, obsługi lub wprowadzania nowych rozwiązań.

Czym jest Digital Twinning lub Digital Twins?

Cyfrowe bliźniaki to wirtualne repliki rzeczywistych aktywów (materialnych i niematerialnych) stworzone w celu testowania, przewidywania i zrozumienia zachowanie jego fizycznych odpowiedników.

Cyfrowy bliźniak w rolnictwie reprezentuje rzeczywiste obiekty, na których można odtwarzać obiekty historyczne i symulować obiekty przyszłe, aby tworzyć scenariusze działań, na podstawie których mogą działać rolnicy.

Umożliwia rolnikom i interesariuszom radzenie sobie z nieoczekiwanymi odchyleniami, na przykład poprzez wcześniejszą identyfikację problemów, planowanie konserwacji predykcyjnej we właściwym czasie i zapewnianie natychmiastowych rozwiązań narastających problemów. Cyfrowe Bliźniaki przyspieszają działalność rolniczą od produkcji po marketing i sprzedaż.

Jak to jest możliwe?

Załóżmy na przykład, że produkcja rolna w danym regionie jest zagrożona przez szkodniki i choroby. Dzięki temu rozwiązaniu można zebrać wysokiej jakości informacje, których ludzkie zmysły nie są w stanie dostrzec, za pomocą aplikacji mobilnej, która działa jak cyfrowy odpowiednik, wykorzystując czujniki i dane satelitarne.

Następnie możesz dostarczyć zdjęcia dotkniętych roślin i opisać problem, a następnie porównać te zdjęcia z repliką tej konkretnej rośliny i zaproponować rozwiązania. Tak właśnie działają cyfrowe bliźniaki.

Warunki niezbędne dla cyfrowego bliźniaka w rolnictwie

1. Indywidualność

Cyfrowy bliźniak w rolnictwie musi być konkretny i mieć konkretną nazwę, a nie ogólną nazwę kozy lub kota.

2. W czasie niemal rzeczywistym

Oznacza to, że dopóki istnieje czas rzeczywisty, bliźniak również powinien istnieć

3. Oparte na danych

Należy dokonać pomiaru cyfrowego, tym samym instrumentem, który jest stosowany do rzeczywistej próbki.

4. Realistyczne i wykonalne

Cyfrowy bliźniak w rolnictwie musi być zbliżony do rzeczywistości pod względem właściwości i formy. Musi być realistyczny.

5. Możliwość podjęcia działań

Informacje dotyczące czegoś realnego powinny wiązać się z działaniem.

Jak to działa?

Wykorzystuje ona sprzęt technologiczny, taki jak czujniki, satelity i inne urządzenia, do monitorowania cyfrowego bliźniaka. Dzięki uzyskanym informacjom można uzyskać dostęp do danych historycznych w razie potrzeby i w celu planowania.

Chodzi o całościowy proces cyfrowego bliźniaka. Nie musi to być koniecznie wyszukane rozwiązanie, wystarczy, że wszystko zostanie wykonane we właściwym czasie i będzie naukowo realistyczne.

Czym różnią się od modeli?

Modele są jedynie reprezentacją konkretnego obiektu. W przeciwieństwie do cyfrowych bliźniaków, modele nie tylko reprezentują obiekt, ale są również włączane w proces rzeczywistego obiektu, aby uzyskać mierzalny wynik. Większość modeli często daje błędne wyniki. Po połączeniu generują również fałszywe raporty.

Są one wykorzystywane do konkretnych celów. Ich wyniki można zobaczyć w dziesiątkach. Ma to na celu zapewnienie wiarygodności wyników. Zapewniają one ochronę użytkownika przed skomplikowanymi szczegółami technicznymi, prezentując informacje w sposób łatwy do zrozumienia. Powinny one prezentować aktualizacje statusu rzeczywistego.

Jak współpracować z cyfrowymi bliźniakami?

System jest monitorowany na urządzeniach takich jak laptopy, tablety czy telefony. Ułatwia dostęp do historii i przewidywanie przyszłości. Można również sterować systemem, aby włączać systemy fizyczne, takie jak nawadnianie.

Wewnętrzna funkcjonalność cyfrowego bliźniaka w rolnictwie jest ukryta i użytkownik nie musi rozumieć jej złożoności. Udostępnia on użytkownikowi jedynie to, co jest wymagane w handlu fizycznym. Dodano jednak funkcje, których nie da się ocenić w normalnym handlu.

Gdzie najprawdopodobniej zobaczę cyfrowe bliźniaki w rolnictwie?

Cyfrowy bliźniak jest już powszechnie wykorzystywany. Służy do monitorowania zwierząt gospodarskich, zarówno fizycznie, jak i zdalnie. System monitorowania pól zapewnia raportowanie stanu pól i upraw, co pozwala na podejmowanie lepszych i bardziej świadomych decyzji zarządczych. System zdalnego monitorowania raportuje stan maszyn rolniczych, takich jak siewnik, ciągnik, opryskiwacz itp., co pozwala na wczesne wykrywanie i zapobieganie awariom.

Rzeczywistość jest modelowana realistycznie, a raporty z życia codziennego mają znaczenie dla stanu systemu. Ma on jednak pewne ograniczenia – monitorowany obiekt można sprawdzić tylko pod kątem jednego aspektu. Jest on wykorzystywany w innych branżach, ale w rolnictwie, ze względu na zróżnicowanie w gospodarstwie, obejmuje kilka nieruchomości.

Wniosek

Przed nadejściem ery technologicznej badania i rozwój prowadzono w celu zrozumienia i przewidywania zachowań roślin.’ zachowanie Aby zwalczać główne problemy rolnicze, takie jak rozprzestrzenianie się szkodników i chorób oraz niska produktywność, konieczne było zastosowanie prymitywnych narzędzi, co uniemożliwiło weryfikację wyników badań i sprawiło, że były one mało wiarygodne. W rezultacie problemy utrzymywały się.

Wówczas rolnicy nie mieli już innej możliwości eksperymentowania z roślinami zachowanie z wyjątkiem metody prób i błędów, która prowadzi do ogromnych strat zasobów i czasu. Aby położyć kres tym zagadkom rolniczym, wprowadzono cyfrowe bliźniaki w rolnictwie, aby zapewnić szczegółowe zrozumienie roślin i zwierząt. zachowania aby poprawić efektywność rolnictwa. Ci, którzy najbardziej entuzjastycznie podchodzą do rewolucji technologicznej, spodziewają się, że dzięki tym postępom rolnictwo odniesie znaczne korzyści.

Nikt nie zrozumie zatem lepiej Twojego terenu niż Ty sam… i nauki o danych. W tym przypadku GeoPard to użyteczna platforma dla plantatorów, która pomaga:

• Zbieraj dane techniczne za pomocą teledetekcji, pobieranie próbek gleby, czujniki, topografia, itp.
• Uzyskaj dostęp do danych z monitoringu satelitarnego i płodozmianu w dowolnym momencie.
• Zarządzaj swoimi danymi nawet wtedy, gdy jesteś offline, dzięki aplikacji.

Umożliwienie komunikacji między maszynami i różnorodnym sprzętem oraz wprowadzenie cyfrowej inteligencji do urządzeń umożliwia połączenie ogromnej liczby urządzeń fizycznych i udostępnianie danych przez Internet bez ingerencji człowieka.

Zasadniczo termin ‘IoT’ obejmuje wszystko, co jest podłączone do internetu, jednak coraz częściej rozumie się go jako odnoszący się do obiektów, które ‘komunikują się’ ze sobą. Może to obejmować wszystko, od prostych czujników po smartfony, urządzenia noszone i komputery – ale w odniesieniu do urządzeń, które są ze sobą połączone.

Gdy urządzenia podłączone do sieci zostaną połączone z inteligentnym oprogramowaniem, jak w wielu zautomatyzowanych systemach, możliwe jest zrobienie znacznie więcej niż tylko zbieranie informacji, ale także analizować topografię, gleby i plonów oraz podjęcie pewnych działań, w tym wyciągnięcie wniosków z procesu.

IoT może być w równym stopniu stosowane w urządzeniach w zamkniętych sieciach prywatnych, ale koncepcja Internetu rzeczy łączy te sieci, tworząc o wiele bardziej połączony świat.

Istnieje wiele urządzeń wchodzących w skład Internetu Rzeczy (IoT), które umożliwiają monitorowanie całych procesów produkcji rolnej. Urządzenia IoT, wspierane przez systemy programowe, mogą monitorować procesy od produkcji sadzonek, poprzez zarządzanie uprawami (nawadnianie, ochronę roślin i odżywianie roślin), aż po okres po zbiorach.

Urządzenia te i systemy oprogramowania pozwalają na bezproblemowe połączenie produkcji podstawowej i jej integrację z innymi fazami łańcucha wartości w rolnictwie – takimi jak przetwórstwo, sprzedaż hurtowa, sprzedaż detaliczna, a nawet obsługa klienta końcowego.

Większość IoT wdrażanych w produkcji rolnej ma postać czujników, które dostarczają istotnych danych o rzeczywistej sytuacji na polach i w szklarniach, umożliwiając nam podejmowanie decyzji. monitorowanie upraw w dowolnym momencie lub w kontekście produkcji zwierzęcej, status pojedynczego zwierzęcia.

Czujniki te zbierają lub generują różnego rodzaju dane, ale najczęściej mierzą parametry środowiskowe (wilgotność i temperaturę gleby i powietrza, przewodnictwo elektryczne, opady, prędkość i kierunek wiatru, wilgotność liści, nasłonecznienie i wiele innych parametrów dostosowanych do potrzeb producentów rolnych).

Jakie możliwości daje IoT w rolnictwie?

Coraz bardziej negatywne skutki zmian klimatycznych, których jesteśmy świadkami w ostatnim czasie, zakłócają produkcję rolną, co zwiększa potrzebę podejmowania świadomych i właściwych decyzji w bardzo krótkim czasie.

Oprócz tego, ale z zupełnie innej perspektywy, istnieje konieczność przestrzegania ścisłych ram prawnych i prawidłowego procesu ewidencjonowania, przez co producenci tracą zbyt wiele cennego czasu. W powyższym kontekście wdrożenie Internetu Rzeczy (IoT) w całym gospodarstwie rolnym i w działalności rolniczej może pomóc rozwiązać jeden z głównych problemów współczesnego rolnika.

IoT w rolnictwie może pomóc rolnikom w uzyskaniu wglądu w warunki produkcji rolnej w czasie rzeczywistym. Mogą one również pomóc w zasilaniu oprogramowania wspomagającego podejmowanie decyzji, generując trafne porady w procesach decyzyjnych.

Ponadto wszystkie zarejestrowane dane mogą być później wykorzystane jako dowód każdej wykonanej operacji i wszystkich zastosowanych nakładów, dzięki czemu rolnicy nie muszą tracić dodatkowego czasu na przeliczanie liczb, co znacznie upraszcza proces prowadzenia dokumentacji.

Wdrożenie IoT w rolnictwie może skrócić czas potrzebny na kontrolę rutynowych czynności w gospodarstwie, monitorowanie konkretnych operacji i statusów, a także umożliwić rolnikom skupienie się na ważnych czynnościach, takich jak zarządzanie strategiczne i pozycjonowanie produktów na rynku.

Końcowym efektem zastosowania IoT jest potencjalny wzrost produktywności, obniżenie kosztów stosowania środków produkcji, możliwość śledzenia działań i ograniczenie nakładów pracy.

Jak IoT działa w rolnictwie?

Wdrożenie IoT w gospodarstwie rolnym może pomóc rolnikom obniżyć koszty poprzez stosowanie dokładniejszych nakładów, opartych jedynie na interpretacji informacji generowanych na polach.

Dzięki danym IoT rolnicy mogą uruchamiać różne modele wykrywania chorób i szkodników, co ma bezpośredni wpływ na liczbę zastosowanych pestycydów i liczbę wykonanych operacji, co ostatecznie prowadzi do oszczędności czasu, obniżenia kosztów i zmniejszenia wpływu na środowisko.

Dodatkowo, obliczając parowanie przy pomocy wygenerowanych danych IoT, rolnicy będą mieli możliwość zaplanowania schematów nawadniania w odpowiednim czasie, co pozwoli im zminimalizować ilość stosowanej wody.

Oszczędzanie wody do nawadniania jest niezwykle ważne w miejscach, gdzie występuje niedobór wody. Ponadto, dane potrzebne do przeprowadzenia takiej operacji można zarządzać dzięki wdrożeniu kilku czujników IoT, o których mowa powyżej.

Poza produkcją roślinną, technologia IoT w rolnictwie jest również bardzo przydatna w zarządzaniu zwierzętami gospodarskimi, gdzie koszty hodowli rosną z każdą chwilą. Ostatnio w zarządzaniu zwierzętami gospodarskimi duży nacisk kładzie się na to, jak rolnicy traktują zwierzęta, a różne strony naciskają na rolników, aby zastraszali zwierzęta w bardziej humanitarny sposób.

Wdrożenie IoT pozwala rolnikom na mocowanie różnych czujników do zwierząt bez powodowania jakiegokolwiek dyskomfortu, dzięki czemu mogą oni stale monitorować ich stan zdrowia i aktywność.

IoT mierzy wiele rodzajów danych, takich jak tętno zwierząt, ciśnienie krwi, czas przeżuwania, temperatura ciała itp. Dodatkowo, na rynku dostępne są czujniki przesyłające dane GPS. Monitorowanie lokalizacji jest bardzo przydatne dla rolników posiadających pastwiska na wolnym wybiegu.

Wykorzystanie wszystkich wyżej wymienionych typów danych daje rolnikom wystarczająco dużo czasu na proaktywne podejście do swoich działań, co przekłada się na zwiększoną produktywność, zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko i złagodzenie negatywnych skutków zmiany klimatu.

Jak wykorzystać IoT w rolnictwie?

Zalety Internetu Rzeczy (IoT) w rolnictwie mogą być liczne, głównie ze względu na ich szeroki zakres zastosowań. Aby uzyskać pełniejszy obraz znaczenia Internetu Rzeczy w rolnictwie, omówimy kilka rodzajów zastosowań Internetu Rzeczy w różnych rodzajach i fazach produkcji rolnej:

1. Stacje pogodowe

Czujniki umieszczone w stacjach meteorologicznych zbierają dane, dostarczając pomiarów pozwalających na odwzorowywanie warunków klimatycznych, podejmowanie decyzji dotyczących upraw i potencjalnie przyczyniających się do zwiększenia wydajności upraw, zapewniając maksymalne plony.

Mierząc te czynniki środowiskowe i generując na ich podstawie dane, IoT może tworzyć precyzyjne dane historyczne, które mogą pomóc rolnikom w podejmowaniu decyzji lub tworzeniu planów opartych na prawdopodobieństwie, zmniejszając w ten sposób ryzyko nieoczekiwanych kosztów i operacji.

2. Automatyzacja szklarni

Stacje meteorologiczne służą nie tylko do zbierania niezbędnych danych środowiskowych, ale mogą być również stosowane do automatycznej regulacji warunków w kontrolowanych warunkach mikroklimatycznych, na przykład w szklarniach, w celu dopasowania ich do określonych parametrów wzrostu.

Niezależnie od tego, czy chodzi o hydroponikę, czy o rośliny uprawiane w podłożu, korzyści płynące z automatyzacji szklarni mogą być znaczące. Natychmiastowe dane zbierane przez czujniki można łączyć, aby uzyskać szeroki obraz warunków panujących w szklarni.

Jeśli znane i ustalone zostaną optymalne parametry dla optymalnych warunków wzrostu, można łatwo osiągnąć automatyczną regulację środowiska.

3. Urządzenia do zarządzania uprawami

Dostępna jest szeroka gama czujników, które można umieścić w terenie, aby zbierać informacje niezbędne do podejmowania decyzji, takie jak temperatura, opady, stan upraw, ich stan odżywienia i wiele innych. Urządzenia te stanowią kluczowe elementy rolnictwa precyzyjnego.

Z pomiarów czujników można uzyskać wiele cennych danych. Po zapisaniu dane te tworzą historię czasową, która jest następnie przekazywana do oprogramowania wspomagającego podejmowanie decyzji, wspomagającego rolników w procesie decyzyjnym.

4. Urządzenia do zarządzania hodowlą zwierząt

Czujniki można stosować lub nawet przymocowywać do zwierząt, aby dostarczać informacji na temat temperatury, stanu zdrowia i stanu odżywienia każdego pojedynczego zwierzęcia, a także ogólnych informacji na temat stada.

Dzięki temu czujnikowi rolnik dokładnie wie, gdzie znajdują się poszczególne zwierzęta o unikalnych identyfikatorach. Czujniki mogą również dostarczać informacji, takich jak czas ostatniego posiłku, snu, spaceru itp.

5. Systemy zarządzania produktywnością gospodarstwa rolnego

Istnieje wiele potencjalnych systemów, które monitorują i kontrolują wszystkie czujniki zainstalowane w terenie, łącząc je w celu zapewnienia wydajnego analitycznego pulpitu nawigacyjnego dla funkcji logistycznych, księgowych i sprawozdawczych.

Dzięki dokładnej znajomości środków produkcji i nakładów wykorzystywanych w gospodarstwie rolnicy mogą uzyskać jasny obraz potencjalnych zagrożeń, z jakimi mogą się zetknąć, a jednocześnie dysponują informacjami, które pomogą im w opracowaniu optymalnych rozwiązań.