Позначка: Цифрове сільське господарство

Широко розповсюджені переваги Інтернету речей (IoT) не обмежуються лише охороною здоров'я, виробництвом, автомобільною, аерокосмічною та авіаційною промисловістю; сільськогосподарський сектор також не залишається осторонь. IoT відродив спосіб ведення справ у сільськогосподарському секторі, створюючи екологічно стійкі операції, трансформуючи ідеї та надаючи нові можливості в неймовірних масштабах.

Завдяки впливу цифрових двійників у сільському господарстві, низькій врожайності та продуктивності, поширенню шкідників та хвороби і нестійкість відійшли в минуле.

Як цифрові двійники пом'якшують ці корінні проблеми, пов'язані з сільським господарством? Щоб відповісти на ці питання, давайте з'ясуємо значення цифрових двійників і чому вони впроваджені в сільськогосподарському секторі?

Висока складність польових процесів у сільськогосподарському виробництві культур ставить значні вимоги до розробки надійних технологій, що враховують мінливість рослин, ґрунту, технологій, навколишнього середовища та численні змінні, що впливають на довкілля.

Моделювання конкретних аспектів підтримувало ці розробки протягом багатьох років. Цілісне моделювання сільськогосподарського процесу – так би мовити, “цифровий двійник” – з інтеграцією якомога більшої кількості перелічених впливових змінних має значний потенціал.

Зокрема, вплив окремих змінних на загальний процес може бути використаний для аналізу помилок, обслуговування або нових розробок.

Що таке цифрове побратимлення або цифрові двійники?

Цифрові двійники — це віртуальна копія реального активу (матеріального чи нематеріального), створена для тестування, прогнозування та розуміння поведінка його фізичних аналогів.

Цифрові двійники у сільському господарстві представляють собою реальні об'єкти, де історичні об'єкти можуть бути відтворені, а майбутні об'єкти змодельовані для створення сценаріїв, за якими фермери зможуть діяти.

Це дає фермерам та зацікавленим сторонам можливість вирішувати неочікувані відхилення, наприклад, шляхом завчасного виявлення проблем, планування прогнозного технічного обслуговування у потрібний час та надання миттєвих рішень для ускладнення проблем. Цифрові двійники пришвидшують сільськогосподарський бізнес від виробництва до маркетингу та продажів.

Як це можливо?

Наприклад, скажімо, що врожайність сільськогосподарських культур у регіоні страждає від шкідників та хвороб. Завдяки цьому ви можете збирати якісну інформацію, яку людські органи чуття не можуть спостерігати, через мобільний додаток, який працює як цифровий аналог, використовуючи датчики та супутникові дані.

Потім ви можете надати зображення уражених рослин та описати проблему, а потім порівняти ці зображення з копією тієї ж рослини та запропонувати рішення. Просто так працюють цифрові двійники.

Умови, необхідні для цифрового двійника в сільському господарстві

1. Індивідуальність

Цифровий двійник у сільському господарстві має бути конкретним, з конкретною назвою, на відміну від загальної назви кози чи кота.

2. Майже в режимі реального часу

Це означає, що доки існує реальний час, двійник також повинен існувати

3. Дано-орієнтований

Його потрібно виміряти цифровим способом, тим самим приладом, що й для реального зразка.

4. Реалістичний та практичний

Цифровий двійник у сільському господарстві має бути близьким до реального за властивостями та формою. Він має бути реалістичним.

5. Діяльні

Інформація щодо реальної речі повинна бути пов'язана з діями.

Як це працює?

Він використовує технологічне обладнання, таке як датчики, супутники та інші пристрої, для моніторингу цифрового двійника. Завдяки цій інформації можна отримати доступ до історичних даних, коли це необхідно для складання планів.

Це включає в себе весь процес створення цифрового двійника. Необов'язково щось вигадливе, потрібно лише зробити все вчасно, це має бути науково реалістично.

Чим вони відрізняються від моделей?

Моделі – це лише представлення певної речі, на відміну від цифрових двійників, моделі є не лише представленням, а й включені в процес реальної речі для вимірюваного результату. Більшість моделей часто дають неправильні результати. Коли вони поєднуються, вони також дають хибні звіти.

Вони використовуються для певних цілей. Їхній результат можна побачити в десятках. Це робиться для забезпечення надійності результатів. Вони гарантують захист користувача від складних технічних деталей, представляючи інформацію у зручному для розуміння вигляді. Вони повинні відображати оновлення статусу реального випадку.

Як взаємодіяти з цифровими двійниками?

Він відстежується на таких пристроях, як ноутбуки, планшети або телефони. Це дозволяє легко отримати доступ до історії або передбачити майбутнє реальних подій. Ви також можете працювати з системою, щоб увімкнути фізичні системи, такі як зрошення.

Внутрішня функціональність цифрового двійника в сільському господарстві прихована, і користувачеві не потрібно розуміти її складнощі. Вона лише знайомить користувача з тим, що потрібно у фізичних операціях. Хоча додаються функції, які неможливо оцінити у звичайних операціях.

Де я можу побачити цифрових двійників у сільському господарстві?

Використання цифрового двійника вже набуло поширення. Він застосовується для моніторингу худоби як фізично, так і дистанційно. Система моніторингу полів забезпечує звітність про стан поля та посівів для прийняття кращих та обґрунтованих управлінських рішень. Система дистанційного моніторингу повідомляє про стан сільськогосподарської техніки, такої як сівалка, трактор, обприскувач тощо, для раннього виявлення та попередження несправностей.

Реальний світ змодельовано реалістично, а звіти про стан системи мають значення. Це має деякі обмеження: об'єкт, що контролюється, можна перевірити лише для одного його аспекту. Це використовується в інших галузях, але в сільському господарстві воно охоплює кілька властивостей через різноманітність у фермерському господарстві.

Висновок

До технологічної ери дослідження та розробки проводилися для розуміння та передбачення рослин’ поведінка для боротьби з основними сільськогосподарськими проблемами, такими як поширення шкідників і хвороб, а також низька продуктивність. Через використання грубих інструментів результати досліджень були неперевіреними, а результати — ненадійними. Отже, проблеми зберігалися.

Тоді агрономи не мали іншого способу експериментувати з рослинами поведінка хіба що методом спроб і помилок, що призводить до значної втрати ресурсів і часу. Щоб покласти край цим сільськогосподарським таємницям, були введені цифрові двійники у сільському господарстві, які дадуть детальне розуміння рослинної та тваринної діяльності. поведінка для підвищення ефективності сільського господарства. Ті, хто найбільше захоплюється технологічною революцією, очікують, що сільськогосподарські операції отримають суттєві переваги завдяки цим досягненням.

Отже, ніхто не може зрозуміти вашу фізичну землю краще, ніж ви… і науку про дані. І GeoPard у цьому випадку є корисною платформою для виробників, яка допомагає:

• Збирайте технічні дані за допомогою дистанційного зондування, відбір проб ґрунту, датчики, топографія, тощо.
• Майте доступ до поля в будь-яку хвилину завдяки супутниковому моніторингу та даним сівозміни.
• Керуйте своїми даними навіть офлайн за допомогою програми.

Забезпечення зв'язку між машинами та різним обладнанням, а також вбудовування цифрового інтелекту в пристрої, дозволяє підключати величезну кількість фізичних пристроїв та обмінюватися даними через Інтернет без втручання людини.

По суті, термін ‘Інтернет речей’ включає все, що підключено до Інтернету, проте все частіше його розуміють як об’єкти, які ‘спілкуються’ один з одним. Це може включати все: від простих датчиків до смартфонів, носимих пристроїв та комп’ютерів, але для пристроїв, які всі з’єднані між собою.

Коли підключені пристрої поєднуються з інтелектуальним програмним забезпеченням, як у багатьох автоматизованих системах, можна робити набагато більше, ніж просто збирати інформацію, але й аналізувати топографію, ґрунт та врожайність сільськогосподарських культур та ініціювати певні дії, зокрема навчання з певного процесу.

Інтернет речей може однаково застосовуватися до пристроїв у закритих приватних мережах, але концепція Інтернету речей об'єднує ці мережі, створюючи набагато більш пов'язаний світ.

Існує багато пристроїв, що є частиною Інтернету речей (IoT), які дозволяють контролювати всі процеси сільськогосподарського виробництва. Пристрої IoT, що підтримуються програмними системами, можуть контролювати процеси від виробництва розсади через управління сільськогосподарськими культурами (зрошення, захист рослин та живлення рослин) до післязбиральної обробки.

Ці пристрої та програмні системи дозволяють безперешкодно підключати та інтегрувати первинне виробництво в інші фази сільськогосподарського ланцюжка створення вартості, такі як переробка, оптова та роздрібна торгівля, і навіть кінцевий споживач.

Більшість Інтернету речей, що впроваджуються у сільськогосподарському виробництві, мають форму датчиків, які надають відповідні дані про реальну ситуацію на полях та в теплицях, що дозволяє нам робити моніторинг посівів у будь-який час або в контексті тваринництва, статус окремої тварини.

Ці датчики фіксують або генерують різні типи даних, і здебільшого вони фіксують параметри навколишнього середовища (вологість і температуру ґрунту та повітря, електропровідність, опади, швидкість і напрямок вітру, вологість листя, опромінення та багато інших застосувань, що відповідають потребам виробників).

Які можливості Інтернету речей у сільському господарстві?

Дедалі більше негативних наслідків зміни клімату, які ми спостерігаємо останнім часом, порушують сільськогосподарське виробництво, порушуючи необхідність прийняття обґрунтованих та адекватних рішень у дуже короткий проміжок часу.

Окрім цього, але з зовсім іншої точки зору, варто звернути увагу на дотримання суворої правової бази та належного процесу ведення обліку, оскільки виробники втрачають забагато свого дорогоцінного часу. У вищезазначеному контексті впровадження Інтернету речей на фермах та в сільськогосподарських підприємствах може допомогти вирішити одну з головних проблем сучасного фермера.

Інтернет речей у сільському господарстві може допомогти фермерам отримувати інформацію про умови сільськогосподарського виробництва в режимі реального часу. Він також може допомогти впроваджувати дані в програмне забезпечення для підтримки рішень, щоб надавати належні рекомендації в процесах прийняття рішень.

Крім того, всі записані дані можуть бути пізніше використані як доказ для кожної виконаної операції та всіх внесених ресурсів, що дозволяє фермерам не витрачати додатковий час на обробку цифр, що значно спрощує процес ведення обліку.

Зокрема, впровадження Інтернету речей у сільському господарстві може скоротити час перевірки рутинної діяльності ферми, моніторингу конкретних операцій та статусів, а також дозволити фермерам зосередитися на важливих заходах, таких як стратегічне управління та позиціонування продукції на ринку.

Кінцевим результатом використання Інтернету речей є потенційне підвищення продуктивності, зниження витрат на введення ресурсів, відстеження та зменшення трудомісткості.

Як працює Інтернет речей у сільському господарстві?

Впровадження Інтернету речей на фермах може допомогти фермерам скоротити свої витрати, застосовуючи точніші за кількістю вхідні дані, лише на основі інтерпретації інформації, отриманої на полях.

Завдяки даним Інтернету речей фермери можуть запускати різні моделі для виявлення хвороб та появи шкідників, безпосередньо впливаючи на кількість застосованих пестицидів та кількість виконаних операцій, що зрештою призведе до економії часу, скорочення витрат та зменшення впливу на навколишнє середовище.

Крім того, розраховуючи евапотранспірацію за допомогою згенерованих даних Інтернету речей, фермери матимуть можливість своєчасно планувати свої схеми поливу, що дозволить їм мінімізувати витрату води.

Економія води для зрошення надзвичайно важлива в місцях, де спостерігається дефіцит води. Крім того, дані, необхідні для виконання такої операції, можна керувати за допомогою впровадження кількох вищезгаданих IoT-датчиків.

Окрім виробництва сільськогосподарських культур, технологія Інтернету речей у сільському господарстві також дуже корисна в управлінні тваринництвом, де витрати на вирощування худоби зростають з кожним моментом. Останнім часом у сфері управління тваринництвом великий акцент робиться на тому, як фермери ставляться до тварин, і різні сторони занепокоєння спонукають фермерів ставитися до тварин більш гуманно.

Впровадження Інтернету речей дозволяє фермерам прикріплювати різні датчики до тварин, не створюючи жодного дискомфорту, тим самим надаючи їм можливість постійно контролювати їхнє здоров'я та активність.

Існує багато типів даних, які вимірюються за допомогою Інтернету речей, таких як частота серцевих скорочень тварин, артеріальний тиск, час жування, температура тіла тощо. Крім того, на ринку можна знайти датчики, які передають дані GPS. Моніторинг місцезнаходження дуже корисний для фермерів, які мають пасовища відкритого випасу.

Використання всіх вищезгаданих типів даних дає фермерам достатньо часу для проактивного підходу до своєї діяльності, що призводить до підвищення продуктивності, зменшення негативного впливу на навколишнє середовище та пом'якшення негативних наслідків зміни клімату.

Як використовувати Інтернет речей у сільському господарстві?

Переваги Інтернету речей у сільському господарстві можуть бути численними, головним чином завдяки широкому спектру його застосування. Щоб отримати повніше уявлення про важливість Інтернету речей у сільському господарстві, ми згадаємо кілька типів застосування Інтернету речей у різних видах та фазах сільськогосподарського виробництва:

1. Метеостанції

Датчики, об'єднані в метеостанціях, збирають дані, що забезпечують вимірювання, що відображають кліматичні умови, допомагають приймати рішення щодо вирощування сільськогосподарських культур і потенційно допомагають покращити врожайність, забезпечуючи максимально можливу врожайність.

Вимірюючи ці фактори навколишнього середовища та генеруючи з них дані, Інтернет речей може створювати точну історію, яка може допомогти фермерам у процесах прийняття рішень або складати плани на основі ймовірності, тим самим знижуючи ризик непередбачених витрат та операцій.

2. Автоматизація теплиць

Метеостанції використовуються не лише для збору необхідних даних про навколишнє середовище, але й можуть бути використані для автоматичного коригування умов у контрольованих мікрокліматах, таких як теплиці, відповідно до певних параметрів вирощування.

Незалежно від того, чи використовується це для гідропоніки, чи для вирощування рослин у субстраті, переваги автоматизованих теплиць можуть бути значними. Миттєві дані, отримані датчиками, можна об'єднати, щоб отримати загальну картину умов у теплиці.

Якщо оптимальні параметри для оптимальних умов вирощування відомі та встановлені, легко досягти автоматичного налаштування середовища.

3. Пристрої для управління врожаєм

Існує широкий спектр датчиків, які можна розмістити в полі для збору інформації для прийняття рішень, такої як температура, опади, стан здоров'я врожаю, стан живлення врожаю та багато іншого. Ці пристрої є ключовими елементами точного землеробства.

З вимірювань датчиків можна отримати багато цінних даних. Коли ці дані зберігаються, вони створюють часову історію, яка враховується програмним забезпеченням для прийняття рішень, що допомагає фермерам у їхніх процесах прийняття рішень.

4. Пристрої для управління худобою

Датчики можна застосовувати або навіть прикріплювати до тварин, щоб надавати інформацію про температуру, здоров'я та поживність кожної окремої тварини, а також загальну інформацію про стадо.

Завдяки такому датчику фермер точно знає, де знаходяться певні тварини з унікальними ідентифікаторами. Датчики також можуть надавати таку інформацію, як коли певна тварина востаннє їла, спала, гуляла тощо.

5. Системи управління продуктивністю фермерських господарств

Існує багато потенційних систем, які контролюють та контролюють усі датчики, встановлені в польових умовах, поєднуючи їх для створення потужної аналітичної панелі для функцій логістики, бухгалтерського обліку та звітності.

Знаючи точні вхідні та вихідні дані, що використовуються на фермі, фермери можуть отримати чітке уявлення про потенційні ризики, з якими вони можуть зіткнутися, а також мати інформацію, яка допоможе їм розробити оптимальні рішення.