Исследователи Вагенингенского университета (Нидерланды) продолжают разработку автономных теплиц для выращивания различных овощей. После создания цифрового двойника теплицы для томатов, учёные принялись за автоматизацию выращивания огурцов.
При разработке алгоритмов учитывалось мнение производителей огурцов о том, какие именно параметры нуждаются в постоянном мониторинге. Чтобы выяснить это, учёные провели опрос, результаты которого показали, что производители считают необходимым сделать автономным управление фертигации и мониторинг состояния плодов, поскольку многие действия по уходу за растениями и корректировке климата основаны на этом.
В результате были созданы алгоритмы, основанные на двух подходах: механистической модели Digital Twin и алгоритме машинного обучения на основе Reinforcement Learning. В начале 2023 года стартовало их тестирование, чтобы выяснить, какой из методов является более эффективным.
Алгоритм Digital Twin смог соотнести фактические затраты с прибылью от собранного урожая. Умная система смогла подобрать оптимальную температуру в теплице, что дало в результате существенную экономию расходов на электроэнергию. По мнению учёных, Digital Twin принимал верные решения, сохраняя баланс между переменными затратами ресурсов и ценами на продукцию.
Цифровая система управления теплицей Reinforcement Learning самостоятельно разрабатывала стратегию выращивания урожая на основе данных, полученных от климатических датчиков и ручных измерений. Искусственный интеллект регулировал освещение и концентрацию CO2, но не смог контролировать полив и процесс сбора плодов. В итоге климат в теплице значительно отличался от климата, создаваемого Digital Twin. Результатом работы Reinforcement Learning стало хорошее плодоношение.
Как отмечают учёные, в идеале все системы управления должны опираться на датчики климата и урожая, обеспечивающие непрерывное автоматизированное и объективное получение данных. Однако в тестировании пока применялись данные ручных измерений, чтобы исключить возможность сбоев в работе систем управления. Следующим шагом в развитии автономного управления теплицами станет использование сведений, полученных только от автоматических датчиков.
