Проект Умная ферма как основа Умного сельского хозяйства

Умное сельское хозяйство и точное земледелие предполагают интеграцию передовых технологий в существующие методы ведения сельского хозяйства с целью повышения эффективности производства и качества сельскохозяйственной продукции. Как дополнительное преимущество они также улучшают условия жизни работников, сокращая тяжелый ручной труд и утомительные ежедневные задачи.





Как же будут выглядеть Умные(интеллектуальные) фермы к 2050 году?
Практически из каждого аспекта сельского хозяйства можно извлечь выгоду с помощью технологических достижений. Большинство современных сельскохозяйственных технологий подразделяются на три категории, которые, и станут столпами Умной фермы: автономные роботы, дроны или беспилотники, датчики и платформа IoT.

Что же такое Умная ферма

Умная ферма / Smart Farm - это новая концепция, которая относится к управлению сельхозугодьями, с использованием современных информационных технологий для увеличения количества и качества продукции, при оптимизации требуемого человеческого труда.

---

---

Технологии Умной фермы

Автоматизация и роботизация ручного труда

Замена человеческого труда автоматизацией является растущей тенденцией во многих отраслях, Умная(Smart) ферма не является исключением. Большинство аспектов сельского хозяйства являются исключительно трудоемкими. Большая часть этого труда состоит из повторяющихся и стандартизированных задач, что является идеальной нишей для робототехники и автоматизации.

Умный посев на Smart ферме

Посев семян был когда-то трудоемким ручным процессом. Эффективный посев требует контроля над двумя переменными: посадка семян на правильную глубину и разнесение растений на соответствующем расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить оптимальный рост.
Оборудование для точного высева на Умной ферме разработано так, чтобы каждый раз максимизировать эти переменные. Комбинирование картографических данных и датчиков, детализирующих качество почвы, плотность, влажность, а также уровень питательных веществ, значительно упрощает процесс посева на Умной ферме.
По мере продвижения умного сельского хозяйства в будущее, существующие точные “сеялки” будут поставляться вместе с автономными тракторами с поддержкой IoT платформы, которые передают информацию фермеру. Таким образом можно засеять целое поле, и всего один человек наблюдает за процессом через видеопоток или цифровую панель управления на компьютере или планшете, в то время как по полю перемещается несколько машин.

Умный полив и орошение на Smart ферме

Подземное капельное орошение уже является распространенным методом, который позволяет владельцам контролировать, когда и сколько воды получают их культуры. Соединяя эти системы со все более сложными IoT датчиками для непрерывного мониторинга уровня влажности и здоровья растений, фермеры смогут вмешиваться только в случае необходимости, в противном случае Умная система на ферме будет работать автономно.
Хотя системы подземного капельного орошения не являются полностью автоматизированными, они могут работать полностью автономно в контексте проекта Умная ферма, полагаясь на данные от IoT датчиков, установленных на полях, для выполнения ирригации по мере необходимости.

Умная прополка на Smart ферме

Прополка и борьба с вредителями являются важными аспектами технического обслуживания и задачами, которые идеально подходят для автономных роботов. В мире уже разрабатывается несколько прототипов.
Одни роботы размером с машину уже могут автономно перемещаться по полям, используя видео, а также спутниковый GPS. Благодаря усовершенствованному машинному обучению и искусственному интеллекту (ИИ), машины могут полностью заменить потребность людей в прополке или контроле культур на Умной ферме.
Другие роботы с культиватором буксируется за Умным трактором, с системами визуализации, распознающими флуоресцентный краситель, которым покрываются семена при посадке. Краситель передается молодым растениям, во время роста. Затем культиватор срезает не светящиеся сорняки.
Хотя эти примеры представляют собой роботов, предназначенных для прополки, одна и та же базовая машина может быть оснащена различными IoT датчиками, камерами и опрыскивателями для выявления вредителей.
Эти роботы не смогут действовать изолированно на Умной ферме, а будут подключены к автономным тракторам с датчикам IoT.

Умный сбор урожая на Smart ферме

Сбор урожая зависит от его готовности, поэтому необходимо работать в любую погоду и завершить сбор урожая в течение ограниченного периода времени.
Традиционные комбайны могут сразу получить выгоду от использования автономных тракторных технологий для обхода полей. Добавьте более совершенную технологию с датчиками, подключенными к IoT платформе, и машины смогут автоматически начинать сбор урожая на Умной ферме, как только условия станут идеальными, освобождая фермера для выполнения других задач.
Развитие технологий, способных к деликатной уборке урожая, таких как сбор фруктов с деревьев или овощей, например, таких как помидоры, - это то место, где высокотехнологичные Умные фермы будут действительно блестящими.

Дроны

Какой фермер не хотел бы видеть свои поля с высоты птичьего полета? Там, где когда-то требовалось нанять вертолет или небольшой самолет, чтобы пролететь над объектом, который бы сделал аэрофотоснимки, беспилотники, оснащенные камерами, теперь могут создавать такие же изображения, но уже за гораздо меньшую стоимость.
Доступные Умные камеры на ферме, охватывающие все: от стандартных фотографических изображений до инфракрасных, ультрафиолетовых и даже спектральных изображений. Многие из этих камер могут даже записывать видео.
Все эти различные типы изображений позволяют Умным фермам собирать более подробные данные, чем когда-либо прежде. Возможность регулярно выполнять все эти полевые исследования улучшает планирование схем посева семян, ирригации и картографирование местоположения как в 2D, так и в 3D. Обладая всеми этими данными, владельцы могут оптимизировать каждый аспект управления земельными и сельскохозяйственными культурами на своей Smart ферме.
Беспилотники можно использовать не только как камеры, они находят применение в посадке и опрыскивании.

Мониторинг и анализ в реальном времени

Представьте себе преимущества использования небольшого парка беспилотников вместо группы рабочих, которые проводят часы на ногах или в транспортном средстве, путешествующем по полю, чтобы визуально проверить условия посева.
Именно здесь важна Умная подключенная ферма, так как все эти данные необходимы. Владельцы могут просматривать информацию и совершать личные поездки в поля только тогда, когда есть конкретная проблема, требующая их внимания, вместо того, чтобы тратить время на заботу о здоровых растениях.

Интернет вещей на Smart ферме

Инновационные, автономные “агроботы” и дроны полезны, но то, что действительно сделает будущую ферму «Умной», станет тем, что объединит всю эту технологию это Интернет вещей (IoT).
Интернет вещей стал чем-то вроде всеобъемлющего термина для идеи о том, чтобы компьютеры, машины, оборудование и устройства всех типов были соединены друг с другом, обменивались данными таким образом, чтобы они могли работать как так называемае «умная» структура. Мы уже наблюдаем использование технологий IoT во многих сферах, таких как устройства для Умного дома и цифровые помощники, Умные жилые комплексы и офисы, Умные гостиницы и предприятия.
Smart фермы будут иметь встроенные датчики на каждом этапе процесса и на каждом оборудовании. Датчики, установленные на полях, будут собирать данные об уровне освещенности, состоянии почвы, ирригации, качестве воздуха и погоде. Эти данные будут возвращены владельцу или непосредственно “агроботам” в поле. Команды роботов будут пересекать поля, реагируя на потребности сельскохозяйственных культур, и выполнять функции прополки, полива, обрезки или сбора урожая, руководствуясь собственным сбором с датчиков.

Основная концепция внедрения автономной робототехники на Умных фермах остается целью снижения зависимости от ручного труда при одновременном повышении эффективности, производительности и качества продукции.
Как отмечалось для всех этих “агроботов”, наличие надежной магистрали датчиков IoT, встроенных в инфраструктуру хозяйства, крайне важно. Ключ к по-настоящему Умной ферме зависит от способности всех машин и датчиков взаимодействовать друг с другом и с фермером, даже если они работают автономно.

---