Lượt xem: 0 Tác giả: ICEVER Thời gian xuất bản: 2026-06-03 Nguồn gốc: Địa điểm
Tư duy AI đã tìm được đường vào gần như mọi ngành công nghiệp.
Gần đây, AC Infinity đã ra mắt hệ thống giám sát hỗ trợ AI và các nhà sản xuất lớn hiện đang thiết kế bộ điều khiển trung tâm AI của riêng họ.
Công nghệ có xu hướng được truyền tải từ những người dẫn đầu ngành, vì vậy, sẽ hợp lý hơn khi bắt đầu với bức tranh lớn hơn về các hệ thống thương mại và mô hình quản lý, sau đó xem AI đang được áp dụng như thế nào trong nông nghiệp trong bối cảnh bối cảnh năng lượng toàn cầu.
Mục lục
Hiện tại, AI đang mang lại ba thay đổi lớn cho ngành nông nghiệp.
AI chuyển quản lý trang trại từ phát triển dựa trên kinh nghiệm sang phát triển dựa trên dữ liệu. Điều này biến các yếu tố con người, thường không thể đoán trước hoặc không nhất quán, thành mô hình SOP kỹ thuật số.
AI giúp việc giám sát trở nên chính xác hơn nhiều, giúp ngăn chặn những tổn thất tiềm ẩn trước khi chúng xảy ra.
AI giúp quản lý năng lượng hiệu quả hơn đáng kể.
Trong bài viết này, với tư cách là một nhà máy sản xuất sản phẩm LED, chúng tôi đương nhiên có quyền chia sẻ quan điểm của mình về năng lượng, thiết kế ánh sáng và quản lý hệ thống.
Lưu ý: Phần lớn nội dung là nguyên bản, mọi tài liệu do AI tạo ra đều đã được dán nhãn rõ ràng hoặc được thay thế bằng văn bản và hình ảnh.
Toàn bộ thế giới hiện đang phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng về nguồn cung cấp điện, với ngày càng nhiều nguồn năng lượng được phân bổ cho các ứng dụng AI và cơ sở hạ tầng máy tính có giá trị cao.
Kết quả là giá điện ngày càng tăng cao.
Một người phụ nữ chạy bộ bên đường dây điện khi nhà điều hành lưới điện của California kêu gọi 40 triệu người của bang giảm bớt việc sử dụng điện trong gia đình và cơ sở kinh doanh khi một đợt nắng nóng khắc nghiệt bao trùm phần lớn bang, ở Mountain View, California, Hoa Kỳ, ngày 17 tháng 8 năm 2022. REUTERS/Carlos Barria/File Photo Trong hoạt động nông nghiệp hiện nay, điểm khó khăn chính là việc sử dụng tài nguyên không hiệu quả.
Vấn đề này càng trở nên cấp bách hơn khi giá năng lượng và vật liệu toàn cầu tăng mạnh.
Chất dinh dưỡng có thể được cung cấp theo yêu cầu?
Ánh sáng có thể được phân phối theo giai đoạn tăng trưởng?
Nhiệt độ có thể được giữ ổn định động không?
Một hệ thống bao gồm một bộ thiết bị chuyên nghiệp cung cấp cho nhà kính một môi trường có độ ổn định cao.
Trong quá trình phát triển thương mại qua nhiều năm, những câu hỏi này đã được giải quyết bằng hệ thống điều khiển tự động. Các hệ thống này chia tất cả việc sử dụng năng lượng thành ba giai đoạn:
Cảm biến → Quy tắc → Thực thi
Các cảm biến số hóa các điều kiện môi trường bên trong nhà kính để có thể đọc và cảm nhận chúng, ví dụ như nhiệt độ, độ ẩm, PPFD, cường độ ánh sáng, thành phần đất và nồng độ oxy.
Sau khi các điều kiện được số hóa, các quy tắc sẽ được áp dụng để kiểm soát từng hệ thống con, chẳng hạn như máy tạo độ ẩm, thông gió trung tâm, màn che, hệ thống chiếu sáng và tưới tiêu.
Để giữ logic ổn định, các điều kiện bộ đệm được thêm vào để ngăn các hệ thống con bật và tắt xung quanh một ngưỡng hoặc các trình kích hoạt sớm được đặt để tránh mất quyền kiểm soát hoàn toàn.
Một hệ thống được xây dựng với các thiết bị chuyên nghiệp mang lại cho nhà kính một môi trường ổn định đáng kể. Nó cho phép canh tác quanh năm và chất lượng sản phẩm ổn định, thực sự bảo vệ nông nghiệp khỏi sự gián đoạn của thời tiết.
Vậy, AI có thể làm gì ngoài vấn đề này?
Mỗi vòng lặp cảm biến, quy tắc và thực thi trông hoàn hảo trên giấy tờ, nhưng rất nhiều năng lượng vẫn bị lãng phí trong thực tế. Thiết bị tự động hóa ít phức tạp hơn gặp khó khăn trong việc tính đến cả môi trường bên ngoài và đặc điểm của nhà máy.
Máy điều hòa không khí chỉ đọc cảm biến nhiệt độ, bỏ qua độ ẩm.
Máy tạo độ ẩm chỉ đọc cảm biến độ ẩm mà bỏ qua nhiệt độ.
Quạt hút chỉ đọc ngưỡng độ ẩm mà bỏ qua mức độ lạnh của không khí bên ngoài.
Một loạt các cảm biến khác nhau đóng vai trò là 'con mắt' của nhà kính và đo lường dữ liệu.
Trên hết, sự thoát hơi nước của thực vật, sự thay đổi môi trường đột ngột và cách các hệ thống hoạt động chống lại nhau đều dẫn đến tổn thất năng lượng khó định lượng. Đây là nơi các hệ thống truyền thống bị thiếu hụt. Họ thiếu một phần quan trọng: dự đoán và tính toán.
Kịch bản lý tưởng sẽ là thế này: thời điểm hệ thống chiếu sáng, được kích hoạt bởi cảm biến ánh sáng, bật lên, hệ thống đã dự đoán lượng nhiệt mà các thiết bị đó sẽ thêm vào môi trường.
Nói cách khác, dòng chảy trở thành:
Cảm biến → Quy tắc → Dự đoán → Tính toán → Thực thi
Trước tiên, hãy xem những dạng năng lượng nào bị lãng phí trong hệ thống chiếu sáng:
1. 'Ở đây nóng quá!'
Điều cuối cùng mà hệ thống chiếu sáng cần là chu trình nhiệt luẩn quẩn và hư hỏng sản phẩm khi điều kiện bên ngoài thay đổi. Việc đầu tiên gây lãng phí năng lượng, và việc thứ hai dẫn đến tổn thất tài chính trực tiếp.
Đèn LED duy trì PPE cao ở nhiệt độ thích hợp, chuyển đổi năng lượng điện thành ánh sáng một cách hiệu quả. Nhưng dưới nhiệt độ khắc nghiệt, một vòng luẩn quẩn bắt đầu.
Dòng điện chạy vào, nhiệt độ điểm nối tăng, điện áp giảm, dòng điện tăng vọt, nhiệt độ tăng vọt và chu kỳ lặp lại từ đầu.
CurrentInjection→JunctionTemp(TJ)Tăng→Điện áp(Vf)Giảm→Dòng điện(I)Tăng→JouleHeating(I2R)Spike→LoopBackVì vậy, bước đầu tiên để tiết kiệm năng lượng trong hệ thống chiếu sáng là tránh các vấn đề về nhiệt. Khi chu trình nhiệt diễn ra, năng lượng sẽ bị lãng phí trên quy mô lớn.
2. 'Tôi thực sự không cần đến ánh sáng này lắm.'
Nhu cầu ánh sáng của cây thay đổi linh hoạt qua từng giai đoạn sinh trưởng. Tự động hóa truyền thống có thể xử lý các phép tính ánh sáng hỗn hợp, cân bằng ánh sáng mặt trời với ánh sáng bổ sung để giữ cho toàn bộ hệ thống ổn định qua các mùa. Nhưng thời điểm bạn đưa ra biến số về điểm bão hòa ánh sáng của cây, việc tính toán trở nên khó khăn hơn nhiều. Quá bão hòa không chỉ làm giảm hiệu quả quang hợp mà còn lãng phí năng lượng.
Nếu muốn giải quyết các vấn đề về năng lượng trong hệ thống chiếu sáng, chúng ta cần giải quyết cả hai lĩnh vực này. Vậy AI có thể làm gì ở đây?
Dù là trồng trọt trong nhà hay trồng trong nhà kính, ánh sáng chắc chắn là nguồn tiêu thụ năng lượng lớn nhất. Các mô hình hỗ trợ AI có thể cho phép tái sử dụng nhiệt do các thiết bị chiếu sáng tạo ra, đồng thời mang lại những lợi thế khác biệt cho chính hệ thống chiếu sáng.
Một số yếu tố chính xác định ánh sáng trồng trọt ngày nay: quang phổ, cường độ ánh sáng và độ đồng đều của ánh sáng.
Các giống cây trồng khác nhau, các giai đoạn sinh trưởng khác nhau và mục tiêu canh tác khác nhau đều có những nhu cầu khác nhau. Trong nền nông nghiệp tiên tiến, thách thức là làm thế nào để cân bằng ba khía cạnh này đồng thời tính đến các điều kiện ánh sáng bên ngoài và mục tiêu canh tác thương mại để ánh sáng thực sự được cung cấp theo yêu cầu.
Khái niệm chiếu sáng đa kênh cho cây trồng đang thu hút được sự chú ý thực sự trên thị trường và đằng sau nó là sự đánh giá ngày càng tăng đối với ba khía cạnh nêu trên.
Việc thực hiện đúng các khía cạnh này sẽ trực tiếp dẫn đến kết quả tốt ở mọi giai đoạn tăng trưởng, năng suất cuối cùng cao hơn và đặc điểm hoặc chiết xuất ổn định. Các loại cây trồng có giá trị cao như hoa, cây thuốc và cần sa được hưởng lợi nhiều nhất.
Nuôi cấy mô hoặc giai đoạn cây con |
Yêu cầu: Cường độ ánh sáng thấp cộng với ánh sáng xanh cao.
Ở giai đoạn này, hệ thống rễ còn mỏng manh và không thể chịu được áp suất thoát hơi nước cao do ánh sáng mạnh gây ra, có nguy cơ mất nước và chết cây con. Tỷ lệ ánh sáng xanh cao, khoảng 20 đến 30 phần trăm, giữ cho hình dạng cây nhỏ gọn và thúc đẩy sự phát triển của rễ, xây dựng nền tảng cấu trúc vững chắc cho sự phát triển sau này. |
Giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng mạnh mẽ |
Yêu cầu: cường độ ánh sáng từ trung bình đến cao cộng với quang phổ cân bằng, nghĩa là nền ánh sáng trắng với sự kết hợp giữa màu đỏ và xanh lam.
Cây đang phát triển thân và lá nhanh chóng và tăng chiều cao. PPFD cần tăng lên để đáp ứng nhu cầu quang hợp và quang phổ phải bao gồm nhiều ánh sáng đỏ hơn để tăng tốc độ tích lũy sinh khối trong khi vẫn duy trì một tỷ lệ ánh sáng xanh nhất định để ngăn khoảng cách giữa các nút quá mức. |
Giai đoạn sinh trưởng, ra hoa, đậu quả |
Yêu cầu: Cường độ ánh sáng rất cao cộng với ánh sáng đỏ cao cộng với ánh sáng đỏ xa.
Quá trình hình thành quả và hoa tiêu tốn nhiều năng lượng nên cường độ ánh sáng thường bị đẩy tới điểm bão hòa của cây. Việc bổ sung thêm ánh sáng đỏ xa 730 nanomet ở giai đoạn này sẽ điều chỉnh phytochrome và kích hoạt phản ứng tránh bóng râm, giúp đẩy nhanh đáng kể quá trình ra hoa và cải thiện khả năng đậu trái. |
AI Lưu ý: Phân tích quang phổ về nhu cầu ánh sáng của hầu hết các loại cây ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau.
Cần có ánh sáng và cường độ khác nhau trong tất cả các giai đoạn canh tác.
Ngoài việc duy trì đường cong tăng trưởng cơ bản, người trồng cũng cần định hướng các sản phẩm đầu ra quan trọng nhất về mặt thương mại theo cách có mục tiêu.
Tăng năng suất?
Đảm bảo hình dạng quả?
Duy trì đặc điểm thương mại?
Bảo toàn nồng độ hợp chất thuốc?
Cải thiện kết cấu？
Để đạt được tính linh hoạt này cần có hệ thống chiếu sáng đa kênh. Tuy nhiên, việc phát triển các thông số chiếu sáng mới rất tốn kém và cũng kéo ánh sáng ra khỏi vai trò cốt lõi của nó là một thiết bị thực thi. Vì vậy, khả năng này cần được phát triển ở cấp độ bộ điều khiển. Đặt nó một lần và nó vẫn có sẵn.
Bằng cách quản lý hệ thống chiếu sáng đa kênh dựa trên nền tảng kiến thức đặt trước, có thể mô phỏng các kế hoạch chiếu sáng phù hợp với mô hình thương mại và cảm nhận sự thay đổi thời gian cũng như thay đổi theo mùa để điều chỉnh linh hoạt.
Cơ sở tri thức mạng thần kinh AI bao gồm thực vật học, lý thuyết quang phổ, nhận dạng dịch hại, thực hành canh tác, cảm biến và hệ thống kiểm soát.
Do đó, điều cần thiết trong tương lai là xây dựng nền tảng kiến thức định sẵn cho các mô hình canh tác và đào sâu khám phá các mô hình trồng trọt. Điều này có vẻ hơi đáng lo ngại, như thể nó là một sự thay thế thẳng thừng cho người trồng trọt.
Nhưng nó không bao giờ có thể thực sự chịu trách nhiệm. Trong lĩnh vực này, AI vẫn là công cụ giúp giảm thiểu sai sót đồng thời giúp người trồng hiểu rõ hơn về môi trường trồng trọt. Cuối cùng, một mô hình độc quyền quy mô nhỏ, được bản địa hóa có thể mang lại khả năng kiểm soát ổn định hơn và sử dụng năng lượng tốt hơn.
Một số bộ điều khiển của chúng tôi đã có giao diện API nên khách hàng có thể kết nối với lớp phần mềm bất cứ khi nào họ sẵn sàng trong tương lai.
Những gì chúng tôi đã chia sẻ ở trên là cái nhìn trung thực về những điểm yếu hiện tại, cùng với những ý tưởng thu thập được từ cuộc trò chuyện với một số nhà sản xuất đối tác của chúng tôi về việc lặp lại sản phẩm.
Nó chỉ đơn giản là để trao đổi và thảo luận. Trong toàn ngành, việc sản xuất và thử nghiệm phần cứng cho các hệ thống thông minh đang được tiến hành và về phía phần mềm, các quốc gia trên thế giới đang đạt được tiến bộ của riêng mình.
Nông nghiệp là nền tảng cho sự sống còn của con người. Trước bối cảnh năng lượng đang thay đổi, nó phải tiến lên cùng với công nghệ. Nhà sản xuất đèn chiếu sáng trong tương lai có thể sẽ làm được nhiều việc hơn là chỉ bán các thiết bị chiếu sáng. Nó sẽ hoàn toàn thích ứng với các mô hình canh tác mới.
Các chức năng cốt lõi đa kênh sẽ hoạt động đáng tin cậy hơn.
Chip IC tích hợp sẽ nhận và phản hồi các tín hiệu điều khiển.
Thiết kế PCB tốt hơn sẽ đáp ứng được đầu vào động.
Chip sẽ trở nên hiệu quả hơn nữa.
Chuyển đổi nông nghiệp đòi hỏi sự tiến bộ trên toàn bộ ngành trên nhiều mặt. ICEVER dự định tiếp tục tăng cường năng lực kỹ thuật của mình để đáp ứng mọi nhu cầu có thể xảy ra trong tương lai.
Và cuối cùng, một lời ngắn gọn về những gì chúng tôi làm. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về các sản phẩm chiếu sáng và bộ điều khiển liên quan, vui lòng liên hệ qua email thông tin ở bên phải. Chúng tôi cũng muốn biết về những điểm yếu trong các dự án hiện tại của bạn và bất kỳ ý tưởng mới nào mà chúng có thể khơi dậy.
