Цифровые технологии в сельском хозяйстве Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЬСКОМ

ХОЗЯЙСТВЕ

1 2 Норалиев Н.Х. , Юсупова Ф.Э.

1Норалиев Нурилла Хайдаралиевич - кандидат физико-математических наук, профессор;

2Юсупова Феруза Эркиновна - ассистент, кафедра информационной технологии и математики,

факультет агрологистики и бизнеса, Ташкентский государственный аграрный университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье рассматриваются задачи повышения урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности сельскохозяйственных животных и производительности труда, а также снижение производственных издержек посредством применения современных цифровых технологий в сельском хозяйстве. Освещены переспективы внедрения в сельском хозяйстве таких видов цифровых технологий, как: картография посевных площадей, оценка уражайности культур и продуктивности животных, контроль и управление состоянием животных, предотвращение потерь при перевозке и хранении сельскохозяйственной продукции, эффективное использование сельскохозяйственной техники и транспорта.

Ключевые слова: цифровая технология, цифровые устройства, датчики, картография, базы данных, умная ферма, умная теплица, оптимизация, моделирование, беспроводная сеть, дроны.

Введение

В прошлом сельское хозяйство пережило несколько революций, каждая из которых выводила эффективность, урожайность и доходность на недостижимый ранее уровень. Рыночные прогнозы на ближайшее десятилетие сходятся в том, что "цифровая революция в сельском хозяйстве"

4

породит сдвиг, который позволит аграрному сектору удовлетворить будущие потребности населения страны. Цифровизация изменит все звенья агропродовольственной цепочки. Управление ресурсами любого элемента системы можно будет строить на принципах оптимизации, индивидуального подхода, разумности и предсказуемости. Функционирование системы в реальном времени будет обеспечено за счет гиперподключенности с опорой на данные. В производственно-сбытовых цепочках можно будет обеспечить полную прослеживаемость и координацию и создать оптимальные модели управления

сельскохозяйственными землями, культурами и животными.

Цифровое сельское хозяйство позволит создать системы, для которых будут характерны высокая продуктивность, предсказуемость и способность адаптироваться к изменениям, в том числе и к тем, которые провоцирует меняющийся климат. Это, в свою очередь, может способствовать повышению уровня продовольственной безопасности, доходности и устойчивости.

Существует ряд условий, которые определят формат цифровых преобразований в сельском хозяйстве с учетом сложившихся контекстов:

• минимальный набор условий позволяющих использовать

технологии, включает базовые условия: это наличие, подключенность, финансовая доступность, компьютерная грамотность, образование в области ИКТ, а также политические меры и программы (электронное правительство) в поддержку цифровых стратегий;

• сопутствующие (способствующие) условия, то есть факторы, делающие внедрение технологий возможным: использование Интернета, мобильных телефонов и социальных сетей, навыки работы с цифровыми технологиями, поддержка культуры предпринимательства и инноваций в агропродовольственном секторе.

Наряду с базовыми условиями, существует ряд важных факторов, способствующих цифровизации сельского хозяйства. Три основных фактора

• это использование фермерами и работниками служб распространения сельскохозяйственных знаний интернета, мобильных сетей и социальных сетей;

• наличие у сельского населения навыков использования цифровых технологий;

• культурная среда, подталкивающая сельских предпринимателей к внедрению цифровых технологий и инноваций.

С распространением высокоскоростного подключения к Интернету и смартфонов с выходом в Интернет мобильные приложения, социальные сети, голосовая связь через Интернет (VoIP) и цифровые платформы набрали значительный потенциал в части расширения доступа жителей сельских районов к информации и услугам. При этом, однако, многие мелкие фермеры в стране до сих пор лишены доступа к цифровым технологиям и не имеют навыков их использования. Создание "цифровой экосистемы сельского хозяйства" требует наличия благоприятных условий, чтобы фермеры и предприниматели подхватили инновационные подходы.

Основные технологии цифрового сельского хозяйства

«Интернет вещей» (Internet of Things-IoT) - система взаимодействия и обмена информацией между различными устройствами и машинами, которая позволяет автоматизировать процессы управления и контроля посредством различных «умных устройств» и значительно снизить участие в них человека. Области применения технологии IoT в сельском хозяйстве - это точное земледелие; «умные» фермы; «умные» теплицы; управление сырьем; хранение сельскохозяйственной продукции; управление сельско-хозяйственной техникой и транспортом; «большие данные» и другие.

«Big Data» - Большие данные (Big Data) — обозначение структурированных и неструктурированных данных

огромных объёмов и значительного многообразия, эффективно обрабатываемых горизонтально

масштабируемыми программными инструментами, появившимися в конце 2000-х годов и альтернативных традиционным системам управления базами данных и решениям класса Business Intelligence». Основные характеристики Big Data рассматриваются в нескольких направлениях. Volume (Объем) - всё то необъятное количество информации, поступающее к нам на обработку. Velocity (Скорость) - скорость и быстрота обработки этих массивов. Variety (разнообразие) - типы данных, которые предстоит обработать машине. Начиная от структурированных данных (таблицы в Excel) заканчивая неструктурированными (данные с фото и видеоаппаратуры) -всё это подлежит обработке и качественному анализу -говоря в терминах «больших данных», наступает время Analytics (аналитики).

Точное земледелие — комплексная высокотехнологичная система сельскохозяйственного менеджмента, включающая в себя технологии глобального позиционирования (GPS), географические информационные системы (GIS), технологии оценки урожайности (Yield Monitor Technologies), технологию переменного нормирования (Variable Rate Technology), технологии дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) и решения технологии "интернет вещей" (IoT). Точное земледелие - это применение «умных» устройств в управлении продуктивностью посевов с учетом изменений в среде обитания растений, а также более эффективное использование земли. При этом происходит оптимизация операционных расходов и повышение урожайности в среднем на 15-20% за счет сокращения объемов используемых семян, агрохимикатов, удобрений и воды, которые применяются строго «по потребности».

«Умные» теплицы позволяют более эффективно расходовать удобрения, химикаты, воду, а также оптимизировать количество персонала, необходимое для ухода за культурами, и снизить потери, возникающие из-за

человеческого фактора. По подсчетам экспертов, несмотря на то, что мировой рынок «умных» теплиц не превышает 3% от общего количества тепличных сооружений, их количество ежегодно растет на 9%. «Умные» теплицы позволяют управлять всем процессом полива и регулирования микроклимата. Кроме этого, возможно осуществление мониторинга урожайности и качества работы всех систем, что может позволить повысить прирост урожая на 20-40%, причем с повышением качества производимого продукта и сокращением издержек.

«Умные» фермы позволяют повысить

производительность домашних животных и качество продукции, а также снизить издержки. По мнению ученых, животноводство, основанное на традиционных способах, в сегодняшнем виде мало эффективно, так как под выпасом скота находится одна треть земель планеты, при этом животные в процессе роста съедают большую часть выращиваемого зерна. Применение же

автоматизированных систем откорма, дойки и мониторинга здоровья животных, по оценке экспертов, позволяет повысить надои на 30-40% и более рационально использовать имеющуюся кормовую базу. Кроме этого, имеются технологические решения для повышения эффективности ветеринарного обслуживания, которые позволяют вести индивидуальный ветеринарный учет, единую базу данных животных, учет владельцев животных.

Мониторинг использования сельхозтехники с помощью спутниковых навигационных систем (например, GPS) и датчиков позволяет снизить расход горючего, а также оптимизировать маршруты и нагрузку на обслуживающий технику персонал. Следует отметить, что в странах ЕС 80% сельхозтехники продается с навигационным оборудованием, но фактически подключены к сети только 30%, так как в сельском хозяйстве преобладают мелкие семейные фермы, имеющие небольшие посевные площади, в связи с чем экономическая целесообразность перехода на «умную», более дорогую технику у них низкая.

Сохранность сырья в процессе его сбора и перемещения могут обеспечивать соответствующие датчики, позволяющие полностью отслеживать как местонахождение, так и вес перемещаемого сырья.

«Умные» хранилища для овощей и фруктов позволяют осуществлять мониторинг состояния продукции при хранении с помощью специально заданных алгоритмов в режиме реального времени (температурный режим хранилищ, уровень влажности, содержание углекислого газа), что помогает принимать правильные решения. При нарушении условий система исправляет ситуацию и оповещает об изменениях владельца склада. Созданные технологические решения для переработки и хранения сельхозпродукции, автоматизация этих процессов позволяет уменьшить затраты на персонал и улучшить условия хранения собранного урожая.

Выводы

Подводя итоги, следует отметить, что цифровая технология сельского хозяйства только начинает набирать темпы, поэтому невозможно предсказать, как будет выглядеть отрасль, например, через 10-15 лет. Однако очевидно, что эффекты от цифровой трансформации отрасли получат все участники рынка, а именно:

- сельхозпроизводитель, подключенный к платформе цифрового сельского хозяйства, снизив человеческое участие до минимума, автоматически получает: информацию о посевах (стаде), ресурсах, погодных условиях; располагает полным контролем животных (культур) с учетом их развития; подключение всей сельскохозяйственной техники к системам цифрового управления;

- государство получает объективные данные о сельхозпроизводителях, что позволяет усилить эффект оказываемых мер государственной поддержки;

- министерство сельского хозяйства, обеспечивая продовольственную безопасность Государства, получает возможность прогнозировать цену на основные продукты перед началом сезона;

- средние и мелкие товаропроизводители повышают производительность в 3-5 раз, что будет способствовать росту ежегодного потребления всего населения страны.

Таким образом, практика подтверждает, что ставка на развитие сельского хозяйства на основе цифровых технологий, и тем самым создание основы для внедрения в производство искусственного интеллекта в отрасль, не имеет альтернативы.

Список литературы

1. Digital Agriculture tecnnology/ Adaption&Attitudes. November, 2019. 68 р.

2. Чеботарёв А. Цифровые технологии настоящего и будущего. Авиапонорама, 2018. № 4 (130). С. 4-11.

3. Федоров А.Д. и др. О переспективах цифровизации животноводства. Journal of VNIIMZH, 2019. № 1 (33). С. 127-131.

4. Постановление Президента Республики Узбекистан № 11113927 от 2.09.2018 г. «О создании Фонда поддержки развития цифровой экономики «Цифровое доверие»» // Национальная база данных законодательства. 05.09.2018 г. № 06/18/3927/1824.