Представлен цифровой двойник для умных ферм: зачем он нужен
Ученые Сибирского федерального университета вместе с коллегами из белорусского Центра светодиодных и оптоэлектронных технологий создали и проверили цифровую модель для «умных» теплиц. Она применяется в фитотронах — камерах, где растят культуры при полном контроле климата, без притока тепла и света снаружи. Разработанный математический инструментарий позволяет точно спрогнозировать изменения микроклимата в камере при заданных воздействиях, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Заведующий лабораторией сити-ферминга СФУ Иван Тимофеенко поясняет, что цифровой двойник является динамичной виртуальной моделью, отражающей текущее состояние интеллектуальной фермы. Модель создается на основе данных, поступающих с встроенных сенсоров. Инновационное решение способно прогнозировать события, моделировать различные ситуации и рекомендовать оптимальные стратегии выращивания конкретных культур.
Исследование проводилось на функционирующей сити-ферме, оборудованной семиярусными стеллажами с 4500 посадочными местами и производящей сотни килограммов сельскохозяйственной продукции ежемесячно. Ферма оснащена современным оборудованием, включая мощные светодиодные светильники, системы вентиляции, обогрева и осушения воздуха, обеспечивающие контроль над условиями среды. Статистические данные, собранные на предприятии, были использованы для тренировки нейронных сетей. Созданная модель позволяет проводить виртуальные испытания цифрового прототипа фитотрона, позволяя изменять настройки оборудования и анализировать их воздействие на ключевые параметры среды, такие как температура и влажность.
«Результаты работы показали, что, например, при виртуальном моделировании температура отклонялась не более чем на 0,1 °C от реальных значений, влажность — в пределах 2%, а прогноз энергопотребления совпал с фактическими данными на 99,5%», — комментирует эксперт.
Система управления городской фермой построена на базовых технологиях «интернета вещей», включающих смарт-розетки, датчики и серверы. За счет простоты решений цифровой двойник применим не только для научных исследований, но и для ежедневной эксплуатации городских хозяйств.
