Просмотров: 0 Автор: ICEVER Время публикации: 3 июня 2026 г. Происхождение: Сайт
ИИ-мышление нашло свое применение практически во всех отраслях.
Недавно компания AC Infinity запустила свою систему мониторинга на базе искусственного интеллекта, а крупные производители сейчас разрабатывают свои собственные центральные контроллеры с искусственным интеллектом.
Технологии, как правило, исходят от лидеров отрасли, поэтому имеет смысл начать с более широкой картины коммерческих систем и моделей управления, а затем посмотреть, как ИИ применяется в сельском хозяйстве на фоне глобального энергетического ландшафта.
Оглавление
Прямо сейчас ИИ приносит три основных изменения в сельское хозяйство.
ИИ переводит управление фермой с выращивания, основанного на опыте, на выращивание, основанное на данных. Это преобразует человеческий фактор, который часто бывает непредсказуемым или непоследовательным, в цифровую модель СОП.
ИИ делает мониторинг гораздо более точным, что помогает предотвратить потенциальные потери еще до того, как они произойдут.
ИИ делает управление энергопотреблением значительно более эффективным.
В этой статье, как фабрика по производству светодиодной продукции, мы, естественно, имеем возможность поделиться своим взглядом на энергетику, светодизайн и управление системами.
Примечание. Большая часть контента является оригинальной, любой материал, созданный искусственным интеллектом, четко обозначен или заменен текстом и изображениями.
В настоящее время весь мир сталкивается с растущим давлением на электроснабжение, при этом все больше энергоресурсов выделяется на дорогостоящие приложения искусственного интеллекта и вычислительную инфраструктуру.
В результате расходы на электроэнергию постепенно растут.
Женщина бежит вдоль линий электропередач, в то время как оператор электросети Калифорнии призвал 40 миллионов жителей штата сократить использование электроэнергии в домах и на предприятиях, поскольку волна сильной жары охватила большую часть штата, в Маунтин-Вью, Калифорния, США, 17 августа 2022 года. REUTERS/Carlos Barria/File Photo В нынешних сельскохозяйственных операциях основной проблемой является неэффективное использование ресурсов.
Этот вопрос стал еще более актуальным, учитывая резкий рост мировых цен на энергоносители и материалы.
Могут ли питательные вещества поставляться по требованию?
Можно ли доставлять свет в зависимости от стадий роста?
Можно ли поддерживать температуру динамически стабильной?
Система, состоящая из комплекта профессионального оборудования, обеспечивает в теплице очень стабильную среду.
В коммерческом развитии на протяжении многих лет эти вопросы решались с помощью автоматизированных систем управления. Эти системы разбивают все использование энергии на три этапа:
Ощущение → Правилаg → Выполнение
Датчики оцифровывают условия окружающей среды внутри теплицы, чтобы их можно было считывать и воспринимать, например, температуру, влажность, PPFD, интенсивность света, состав почвы и уровень кислорода.
После оцифровки условий применяются правила для управления каждой подсистемой, такой как увлажнители, центральная вентиляция, теневые экраны, системы освещения и орошения.
Чтобы сохранить стабильность логики, добавляются условия буфера, чтобы предотвратить включение и выключение подсистем вокруг порогового значения, или устанавливаются ранние триггеры, чтобы избежать полной потери контроля.
Система, построенная с использованием профессионального оборудования, обеспечивает в теплице удивительно стабильную среду. Это обеспечивает выращивание круглый год и стабильное качество продукции, действительно защищая сельское хозяйство от погодных условий.
Итак, что же может сделать ИИ помимо этого?
Каждый цикл восприятия, правил и исполнения на бумаге выглядит идеально, но на практике все равно тратится много энергии. Менее сложное оборудование автоматизации с трудом учитывает как внешнюю среду, так и характеристики предприятия.
Кондиционер считывает только датчик температуры, игнорируя влажность.
Увлажнитель считывает только показания датчика влажности, игнорируя температуру.
Вытяжной вентилятор считывает только порог влажности, игнорируя, насколько холодным может быть наружный воздух.
Множество различных датчиков служат «глазами» теплицы и измеряют данные.
Вдобавок ко всему, транспирация растений, внезапные изменения окружающей среды и то, как системы взаимодействуют друг с другом, — все это приводит к потерям энергии, которые трудно измерить количественно. Именно здесь традиционные системы терпят неудачу. Им не хватает ключевого элемента: предсказания и расчета.
Идеальный сценарий был бы таким: в момент включения системы освещения, срабатывающей от датчика освещенности, система уже прогнозирует, сколько тепла эти светильники добавят в окружающую среду.
Другими словами, поток становится:
Ощущение → Правила → Прогноз → Расчет → Выполнение
Во-первых, давайте посмотрим, какие виды энергии тратятся впустую в системе освещения:
1. «Здесь слишком жарко!»
Последнее, что нужно системе освещения, — это порочный тепловой цикл и повреждение изделия при изменении внешних условий. Первое приводит к бесполезной трате энергии, а второе приводит к прямым финансовым потерям.
Светодиоды сохраняют высокие защитные свойства при подходящих температурах, эффективно преобразуя электрическую энергию в свет. Но при экстремальных температурах возникает порочный круг.
Ток течет, температура перехода повышается, напряжение падает, всплески тока, скачки джоулевого нагрева, и цикл повторяется с самого начала.
Подача тока→Температура соединения(TJ)Повышение→Напряжение(Vf)Падение→Скачки тока(I)→ДжоульНагрев(I2R)Скачки→ПетляИтак, самый первый шаг к экономии энергии внутри самой системы освещения — избежать проблем с перегревом. Как только возникает тепловой цикл, энергия тратится впустую в больших масштабах.
2. «Мне действительно не особо нужен этот свет».
Потребность растения в свете динамически меняется на каждой стадии роста. Традиционная автоматизация может выполнять расчеты смешанного освещения, балансируя солнечный свет с дополнительным светом, чтобы обеспечить стабильность всей системы в любое время года. Но как только вы вводите переменную точки светонасыщенности растения, расчет становится намного сложнее. Перенасыщение не только снижает эффективность фотосинтеза, но и приводит к потере энергии.
Если мы хотим решить энергетические проблемы в системе освещения, нам необходимо решить обе эти области. Итак, что же здесь может сделать ИИ?
Будь то сельское хозяйство в помещении или выращивание в теплице, освещение, несомненно, является крупнейшим потребителем энергии. Модели с искусственным интеллектом могут обеспечить повторное использование тепла, выделяемого осветительными приборами, а также принести явные преимущества самой системе освещения.
Сегодня освещение для выращивания растений определяется несколькими ключевыми факторами: спектр, интенсивность света и однородность света.
Разные сорта растений, разные стадии роста и разные цели выращивания имеют разные потребности. В передовом сельском хозяйстве проблема заключается в том, как сбалансировать эти три измерения, учитывая при этом условия внешнего освещения и цели коммерческого выращивания, чтобы свет действительно доставлялся по требованию.
Концепция многоканального освещения растений приобретает все большую популярность на рынке, и за ней стоит растущее понимание трех упомянутых выше аспектов.
Правильное понимание этих аспектов приводит непосредственно к хорошим результатам на каждой стадии роста, более высоким конечным урожаям и стабильным профилям экстрактов или признаков. Наибольшую выгоду приносят ценные культуры, такие как цветы, лекарственные растения и каннабис.
Культура ткани или стадия рассады |
Требование: Низкая интенсивность света плюс сильный синий свет.
На этом этапе корневая система уязвима и не может справиться с высоким транспирационным давлением, вызванным интенсивным светом, что может привести к обезвоживанию и гибели рассады. Высокая доля синего света, около 20–30 процентов, сохраняет форму растения компактной и способствует развитию корней, создавая прочную структурную основу для дальнейшего роста. |
Стадия интенсивного вегетативного роста |
Требование: интенсивность света от средней до высокой плюс сбалансированный спектр, то есть основа белого света с комбинацией красного и синего.
Растение быстро отращивает стебли и листья и набирает высоту. PPFD необходимо увеличить, чтобы удовлетворить потребности фотосинтеза, а спектр должен включать больше красного света, чтобы ускорить накопление биомассы, сохраняя при этом определенную долю синего света, чтобы предотвратить чрезмерное расстояние между междоузлиями. |
Стадия репродуктивного роста, цветения и плодоношения |
Требование: Очень высокая интенсивность света плюс яркий красный свет плюс дальний красный свет.
Формирование плодов и цветов требует больших энергозатрат, поэтому интенсивность света часто доводится до точки насыщения растения. Добавление дальнего красного света с длиной волны 730 нанометров на этом этапе модулирует фитохром и запускает реакцию избегания тени, что значительно ускоряет процесс цветения и улучшает завязывание плодов. |
Примечание AI: Спектральный анализ требований к свету для большинства растений на различных стадиях роста.
На всех этапах выращивания требуются различное освещение и интенсивность.
Помимо поддержания базовой кривой роста, производителям также необходимо целенаправленно направлять наиболее коммерчески важные результаты.
Увеличение урожайности?
Обеспечиваем форму фруктов?
Сохранение коммерческих качеств?
Сохранение концентрации лекарственных соединений?
Улучшает текстуру?
Достижение такой гибкости требует многоканального освещения. Однако разработка новых параметров освещения требует больших затрат и отвлекает освещение от его основной роли исполнительного устройства. Таким образом, эту возможность необходимо развивать на уровне контроллера. Установите его один раз, и он останется доступным.
Управляя многоканальным освещением на основе заранее заданной базы знаний, становится возможным моделировать планы освещения, адаптированные к коммерческой модели, а также определять временные и сезонные изменения для динамической корректировки.
База знаний нейронных сетей искусственного интеллекта, охватывающая ботанику, спектральную теорию, идентификацию вредителей, методы выращивания, датчики и системы управления.
Таким образом, в дальнейшем необходимо создать заранее заданные базы знаний для моделей выращивания и углубить исследование моделей выращивания. Это может показаться немного тревожным, как будто это грубая замена для производителя.
Но он никогда не сможет по-настоящему взять на себя ответственность. В этой области ИИ остается инструментом, позволяющим уменьшить количество ошибок и одновременно дать производителям более четкое представление о среде выращивания. В конечном счете, локализованная, небольшая запатентованная модель может обеспечить более стабильное управление и лучшее использование энергии.
Некоторые из наших контроллеров уже оснащены интерфейсами API, поэтому клиенты могут подключаться к программному уровню, когда они будут готовы в будущем.
Выше мы поделились честным взглядом на текущие болевые точки, а также идеями, полученными в ходе разговоров с некоторыми нашими партнерами-производителями об итерации продукта.
Оно предназначено просто для обмена мнениями и обсуждения. Во всей отрасли уже ведется производство и тестирование оборудования для интеллектуальных систем, а в области программного обеспечения страны по всему миру добиваются собственных успехов.
Сельское хозяйство является основой выживания человечества. Перед лицом меняющегося энергетического ландшафта оно должно развиваться вместе с технологиями. Производитель освещения будущего, вероятно, будет делать гораздо больше, чем просто продавать светильники. Он будет полностью адаптирован к новым моделям выращивания.
Многоканальные основные функции будут работать более надежно.
Встроенные микросхемы будут получать управляющие сигналы и реагировать на них.
Лучшие конструкции печатных плат будут поддерживать динамический вход.
Чипы станут еще эффективнее.
Преобразование сельского хозяйства требует прогресса во всей отрасли на нескольких фронтах. ICEVER намерен продолжать укреплять свои технические возможности для удовлетворения любых потребностей, которые может принести будущее.
И напоследок несколько слов о том, чем мы занимаемся. Если у вас есть какие-либо вопросы о осветительных приборах и связанных с ними элементах управления, обращайтесь по информационному электронному адресу справа. Мы также хотели бы услышать о болевых точках ваших текущих проектов и любых новых идеях, которые они могут вызвать.
