Цифровые двойники в сельском хозяйстве: будущее аграрных технологий

В последние годы цифровизация проникает во все сферы нашей жизни, и сельское хозяйство не стало исключением. Одним из наиболее перспективных направлений в этой области являются цифровые двойники (ЦД), которые открывают новые горизонты для агрономов и фермеров. Как отметила Надежда Орлова, директор института аграрных исследований НИУ ВШЭ, цифровые двойники представляют собой динамические цифровые модели реальных объектов, созданные с использованием больших данных, искусственного интеллекта и машинного обучения.

Что такое цифровой двойник?

Цифровой двойник — это виртуальная копия физического объекта или процесса, которая позволяет отслеживать, анализировать и прогнозировать его состояние в реальном времени. Он строится на основе обширной информационной матрицы, включающей десятки тысяч показателей, которые описываются сложными математическими уравнениями. Благодаря этому, ЦД может моделировать различные сценарии и предсказывать последствия тех или иных действий.

Применение цифровых двойников в агрономии

Цифровые двойники находят широкое применение в различных аспектах растениеводства. Например, они могут использоваться для:

1. Создания новых средств защиты растений: с помощью ЦД можно протестировать эффективность различных препаратов в виртуальной среде, что позволяет сократить время и ресурсы на полевые испытания.

2. Работы с генотипами: цифровые двойники помогают агрономам анализировать генетические данные и разрабатывать новые сорта растений, которые будут более устойчивыми к заболеваниям и климатическим изменениям.

3. Оптимизации процессов выращивания: ЦД позволяют моделировать условия роста растений, что помогает фермерам принимать более обоснованные решения о поливе, удобрении и защите от вредителей.

Проблемы и вызовы

Несмотря на очевидные преимущества, использование цифровых двойников в сельском хозяйстве сталкивается с рядом проблем. Основные из них:

- Количество параметров: обработка огромного объема данных требует значительных вычислительных ресурсов и времени.

- Точность моделей: для достижения высокой точности предсказаний необходимо учитывать множество факторов, что может быть сложно в условиях изменчивой окружающей среды.

- Высокая стоимость: разработка и внедрение систем ЦД требует значительных инвестиций, что может стать барьером для небольших фермерских хозяйств.

Международный опыт

В США цифровые двойники стали стратегическим направлением развития цифровых технологий в сельском хозяйстве. В рамках проекта CropSmart создается приложение, которое будет представлять собой цифровую копию систем выращивания культур по всей территории страны с пространственным разрешением до 10 метров. Это приложение не только отобразит текущие условия выращивания, но и позволит прогнозировать будущие состояния с использованием гипотетических сценариев «что если». CropSmart будет интегрировать передовые технологии дистанционного зондирования, что сделает его мощным инструментом для агрономов.

Цифровые двойники открывают новые возможности для повышения эффективности и устойчивости сельского хозяйства. Они позволяют агрономам и фермерам принимать более обоснованные решения, основанные на данных, что в конечном итоге может привести к увеличению урожайности и снижению затрат. Тем не менее, для успешного внедрения этой технологии необходимо преодолеть существующие вызовы и проблемы. Будущее аграрной отрасли во многом зависит от того, как быстро и эффективно будут развиваться цифровые технологии, и цифровые двойники, безусловно, займут в этом процессе ключевое место.


Источник: graininfo.ru