Visualizzazioni: 0 Autore: ICEVER Orario di pubblicazione: 2026-06-03 Origine: Sito
Il pensiero dell’intelligenza artificiale si è fatto strada in quasi tutti i settori.
Recentemente, AC Infinity ha lanciato il suo sistema di monitoraggio basato sull’intelligenza artificiale e i principali produttori stanno ora progettando i propri controller centrali basati sull’intelligenza artificiale.
La tecnologia tende ad arrivare dai leader del settore, quindi ha senso iniziare con il quadro più ampio dei sistemi commerciali e dei modelli di gestione, per poi vedere come l’intelligenza artificiale viene applicata in agricoltura sullo sfondo del panorama energetico globale.
Sommario
In questo momento, l’intelligenza artificiale sta apportando tre importanti cambiamenti all’agricoltura.
L’intelligenza artificiale trasforma la gestione dell’azienda agricola da una coltivazione basata sull’esperienza a una crescita basata sui dati. Ciò trasforma i fattori umani, spesso imprevedibili o incoerenti, in un modello SOP digitale.
L’intelligenza artificiale rende il monitoraggio molto più preciso, il che aiuta a prevenire potenziali perdite prima che si verifichino.
L’intelligenza artificiale rende la gestione energetica molto più efficace.
In questo articolo, in quanto fabbrica di prodotti LED, siamo naturalmente posizionati per condividere la nostra prospettiva su energia, progettazione della luce e gestione del sistema.
Nota: la maggior parte dei contenuti è originale, qualsiasi materiale generato dall'intelligenza artificiale è stato chiaramente etichettato o sostituito con testo e immagini.
Il mondo intero si trova attualmente ad affrontare una crescente pressione sulla fornitura di energia elettrica, con maggiori risorse energetiche destinate ad applicazioni di intelligenza artificiale e infrastrutture informatiche di alto valore.
Di conseguenza, i costi dell’elettricità stanno gradualmente aumentando.
Una donna corre accanto alle linee elettriche, mentre l'operatore della rete della California esorta i 40 milioni di persone dello stato a ridurre l'uso dell'elettricità nelle case e nelle aziende mentre un'ondata di caldo estremo si è diffusa su gran parte dello stato, a Mountain View, California, Stati Uniti, 17 agosto 2022. REUTERS/Carlos Barria/file Photo Nelle attuali attività agricole, il principale punto dolente è l’utilizzo inefficiente delle risorse.
La questione è diventata ancora più urgente dato il forte aumento dei prezzi globali dell’energia e dei materiali.
I nutrienti possono essere forniti su richiesta?
La luce può essere erogata in base alle fasi di crescita?
È possibile mantenere la temperatura dinamicamente stabile?
Un sistema composto da una serie di attrezzature professionali fornisce alla serra un ambiente altamente stabile.
Nella crescita commerciale nel corso degli anni, queste domande sono state gestite da sistemi di controllo automatizzati. Questi sistemi suddividono tutto il consumo di energia in tre fasi:
Rilevamento → Regole → Esecuzione
I sensori digitalizzano le condizioni ambientali all'interno della serra in modo che possano essere lette e percepite, ad esempio temperatura, umidità, PPFD, intensità della luce, composizione del suolo e livelli di ossigeno.
Una volta digitalizzate le condizioni, vengono applicate regole per controllare ciascun sottosistema, come umidificatori, ventilazione centralizzata, schermi ombreggianti, sistemi di illuminazione e irrigazione.
Per mantenere stabile la logica, vengono aggiunte condizioni buffer per impedire ai sottosistemi di rimbalzare attorno a una soglia, oppure vengono impostati trigger precoci per evitare di perdere completamente il controllo.
Un sistema realizzato con attrezzature professionali conferisce alla serra un ambiente straordinariamente stabile. Consente la coltivazione tutto l'anno e una qualità costante del prodotto, proteggendo realmente l'agricoltura dalle perturbazioni meteorologiche.
Quindi, cosa può fare l’intelligenza artificiale oltre a tutto questo?
Ogni ciclo di rilevamento, regole ed esecuzione sembra perfetto sulla carta, ma nella pratica viene comunque sprecata una grande quantità di energia. Le apparecchiature di automazione meno sofisticate faticano a tenere conto sia dell'ambiente esterno che delle caratteristiche dell'impianto.
Un condizionatore legge solo il sensore di temperatura, ignorando l'umidità.
Un umidificatore legge solo il sensore di umidità, ignorando la temperatura.
Una ventola di scarico legge solo la soglia di umidità, ignorando quanto fredda potrebbe essere l'aria esterna.
Una varietà di sensori diversi fungono da 'occhi' della serra e misurano i dati.
Oltre a ciò, la traspirazione delle piante, gli improvvisi cambiamenti ambientali e il modo in cui i sistemi interagiscono tra loro portano a perdite di energia difficili da quantificare. È qui che i sistemi tradizionali falliscono. Manca un tassello fondamentale: la previsione e il calcolo.
Lo scenario ideale sarebbe questo: nel momento in cui il sistema di illuminazione, attivato da un sensore di luce, si accende, il sistema prevede già quanto calore tali apparecchi aggiungeranno all’ambiente.
In altre parole il flusso diventa:
Rilevamento → Regole → Previsione → Calcolo → Esecuzione
Innanzitutto vediamo quali forme di energia vengono sprecate all’interno del sistema di illuminazione:
1. 'Fa troppo caldo qui!'
L'ultima cosa di cui un sistema di illuminazione ha bisogno è un circolo vizioso di calore e danni al prodotto quando le condizioni esterne cambiano. Il primo spreca energia e il secondo porta a perdite finanziarie dirette.
I LED mantengono elevati DPI a temperature adeguate, convertendo in modo efficiente l'energia elettrica in luce. Ma a temperature estreme si innesca un circolo vizioso.
La corrente scorre, la temperatura di giunzione aumenta, le cadute di tensione, i picchi di corrente, i picchi di riscaldamento joule e il ciclo si ripete dall'inizio.
Iniezione di corrente→Temperatura di giunzione (TJ)Aumenta→Cadute di tensione (Vf)→Sovratensioni di corrente(I)→Picchi di riscaldamento Joule (I2R)→LoopBackQuindi, il primo passo per risparmiare energia all’interno del sistema di illuminazione stesso è evitare problemi di calore. Una volta che si avvia un ciclo termico, l’energia viene sprecata su larga scala.
2. 'Non ho molto bisogno di questa luce.'
Le esigenze di luce di una pianta cambiano dinamicamente durante ogni fase di crescita. L’automazione tradizionale può gestire calcoli di luce mista, bilanciando la luce solare con luce supplementare per mantenere l’intero sistema stabile durante le stagioni. Ma nel momento in cui si introduce la variabile del punto di saturazione della luce di una pianta, il calcolo diventa molto più difficile. La sovrasaturazione non solo riduce l’efficienza fotosintetica ma spreca anche energia.
Se vogliamo risolvere i problemi energetici all’interno del sistema di illuminazione, dobbiamo affrontare entrambe queste aree. Quindi, cosa può fare l’intelligenza artificiale qui?
Sia nell’agricoltura indoor che nella coltivazione in serra, l’illuminazione è senza dubbio il maggiore consumatore di energia. I modelli basati sull’intelligenza artificiale possono consentire il riutilizzo del calore generato dagli apparecchi di illuminazione, apportando allo stesso tempo vantaggi distinti al sistema di illuminazione stesso.
Diversi fattori chiave definiscono oggi l'illuminazione per la coltivazione: spettro, intensità della luce e uniformità della luce.
Diverse varietà di piante, diverse fasi di crescita e diversi obiettivi di coltivazione hanno esigenze diverse. Nell’agricoltura avanzata, la sfida è come bilanciare queste tre dimensioni tenendo conto anche delle condizioni di luce esterne e degli obiettivi di coltivazione commerciale, in modo che la luce sia realmente fornita su richiesta.
Il concetto di illuminazione multicanale per le piante sta guadagnando terreno nel mercato e dietro di esso si nasconde un crescente apprezzamento per le tre dimensioni sopra menzionate.
Il corretto raggiungimento di questi aspetti porta direttamente a ottimi risultati in ogni fase di crescita, rese finali più elevate e profili di estratti o caratteristiche stabili. Le colture di alto valore, come fiori, piante medicinali e cannabis, sono quelle che ne beneficiano maggiormente.
Coltura dei tessuti o stadio di piantina |
Requisito: Bassa intensità luminosa più alta luce blu.
In questa fase l'apparato radicale è delicato e non riesce a sopportare l'elevata pressione di traspirazione causata dalla luce intensa, che rischia la disidratazione e la morte delle piantine. Un'elevata percentuale di luce blu, circa dal 20 al 30%, mantiene compatta la forma della pianta e favorisce lo sviluppo delle radici, costruendo una solida base strutturale per la crescita successiva. |
Fase di crescita vegetativa vigorosa |
Requisito: intensità luminosa da media ad alta più uno spettro equilibrato, ovvero una base di luce bianca con una combinazione di rosso e blu.
La pianta fa crescere rapidamente steli e foglie e guadagna altezza. La PPFD deve aumentare per soddisfare le esigenze della fotosintesi e lo spettro dovrebbe includere più luce rossa per accelerare l’accumulo di biomassa mantenendo una certa proporzione di luce blu per prevenire un’eccessiva distanza tra gli internodi. |
Fase riproduttiva di crescita, fioritura e fruttificazione |
Requisito: Intensità luminosa molto elevata più luce rossa elevata più luce rossa lontana.
La formazione di frutti e fiori richiede un elevato consumo di energia, quindi l'intensità della luce viene spesso spinta al punto di saturazione della pianta. L'aggiunta di una luce rossa lontana da 730 nanometri in questa fase modula il fitocromo e innesca la risposta per evitare l'ombra, che accelera significativamente il processo di fioritura e migliora l'allegagione. |
Nota AI: analisi spettrale dei requisiti di luce per la maggior parte delle piante nelle varie fasi di crescita.
Sono necessarie luci e intensità diverse durante tutte le fasi della coltivazione.
Oltre a mantenere la curva di crescita di base, i coltivatori devono anche orientare i risultati commercialmente più importanti in modo mirato.
Aumenta il rendimento？
Garantire la forma del frutto?
Mantenere le caratteristiche commerciali?
Preservare le concentrazioni di composti medicinali?
Migliora la consistenza？
Il raggiungimento di questo tipo di flessibilità richiede un’illuminazione multicanale. Tuttavia, lo sviluppo di nuovi parametri di illuminazione è costoso e allontana l’illuminazione dal suo ruolo principale di dispositivo esecutivo. Pertanto, questa capacità deve essere sviluppata a livello di controller. Impostalo una volta e rimane disponibile.
Gestendo l'illuminazione multicanale sulla base di una base di conoscenze preimpostata, diventa possibile simulare piani di luce su misura per un modello commerciale e rilevare spostamenti orari e cambiamenti stagionali per la regolazione dinamica.
Una base di conoscenze sulla rete neurale AI che comprende botanica, teoria spettrale, identificazione dei parassiti, pratiche di coltivazione, sensori e sistemi di controllo.
Ciò che è necessario per il futuro, quindi, è costruire basi di conoscenza preimpostate per modelli di coltivazione e approfondire l’esplorazione dei modelli di coltivazione. Ciò potrebbe sembrare un po’ inquietante, come se si trattasse di un duro sostituto per il coltivatore.
Ma non potrà mai assumersi veramente la responsabilità. In questo ambito, l’intelligenza artificiale rimane uno strumento per ridurre gli errori, offrendo allo stesso tempo ai coltivatori una migliore comprensione dell’ambiente di coltivazione. In definitiva, un modello proprietario localizzato e su piccola scala può fornire un controllo più stabile e un migliore utilizzo dell’energia.
Molti dei nostri controller sono già dotati di interfacce API, così i clienti potranno connettersi al livello software ogni volta che saranno pronti in futuro.
Ciò che abbiamo condiviso sopra è uno sguardo onesto agli attuali punti critici, insieme alle idee raccolte dalle conversazioni con alcuni dei nostri produttori partner sull'iterazione del prodotto.
È pensato semplicemente per lo scambio e la discussione. In tutto il settore, la produzione di hardware e i test per sistemi intelligenti sono già in corso e, dal punto di vista del software, i paesi di tutto il mondo stanno facendo progressi.
L’agricoltura è il fondamento della sopravvivenza umana. Di fronte a un panorama energetico in continua evoluzione, esso deve avanzare insieme alla tecnologia. Il produttore di illuminazione del futuro probabilmente farà molto di più che vendere apparecchi di illuminazione. Si adatterà pienamente ai nuovi modelli di coltivazione.
Le funzioni principali multicanale funzioneranno in modo più affidabile.
I chip IC integrati riceveranno e risponderanno ai segnali di controllo.
Migliori progetti PCB possono accogliere input dinamici.
I chip diventeranno ancora più efficienti.
La trasformazione agricola richiede progressi in tutto il settore su più fronti. ICEVER intende continuare a rafforzare le proprie capacità tecniche per soddisfare qualunque esigenza il futuro possa portare.
E infine, una breve parola su ciò che facciamo. Se hai domande sui prodotti di illuminazione e sui relativi controlli, non esitare a contattarci tramite l'e-mail informativa sulla destra. Ci piacerebbe anche conoscere i punti critici nei tuoi progetti attuali e le eventuali nuove idee che potrebbero suscitare.
