Интелигентна система за управление на технологиите при отглеждане на културите

Обществените системи се сблъскват с все повече предизвикателства през последните десетилетия – увеличаване на населението и потреблението, недостиг на природни ресурси, замърсяване на околната среда, изменение на климата, зачестяване на природните бедствия, все по-агресивни болести по хората, животните и растенията.
Науката, образованието, традициите, иновациите и новите технологии трябва да се впрегнат в единна концептуална рамка за постигане на дългосрочно устойчиво развитие и просперитет на микро – и макро ниво.
Ресурсната база на аграрното производство е ограничена. Голяма част от използваните производствени фактори са изчерпаеми и невъзобновими (петрол, газ, въглища). Една част от входящите ресурси са възобновими, но при конкретни условия на експлоатация. Все още няма достатъчно ефективни технологии за преминаване към неизчерпаеми природни ресурси (слънчева, вятърна или земна енергия).
Най-голям потенциал за развитие в следващите години имат капиталовите ресурси (иновативни машини и технологии), както и човешките ресурси (нови знания, умения, практики). Модерните технологии използват по-рационално и ефективно природните ресурси, превръщайки ги в желани продукти. Те ще позволят в бъдеще да продължи увеличаването производителността на единица ресурс, ще минимизират загубите от неправилно използване на торове и препарати, ще ограничат замърсяването на околната среда, ще намалят необходимостта от физическа работа.
Основа за разработването на всеки проект в земеделието са технологичните карти, в които е дадена технологията и ресурсите за производство на конкретен селскостопански продукт. В технологичните карти се дава относително постоянна информация за отглеждането на дадена култура – агротехническия срок за извършване на операциите, броя и продължителността на работните дни, състава на МТА (машинно-тракторен агрегат) или роботизирана-дронна система, необходимия брой работни машини, необходимия брой работници и механизатори, амортизационните отчисления за техниката, разходите на труд и енергия, разходите за материали и др.
Запазването на биологичното разнообразие и на екосистемите е пряко свързано с прилаганите земеделски практики при различните видове култури. През последните години в България нараства интересът към отглеждането на лечебни и етерично-маслени, зърнено-житни и овощни култури.
В условията на интензивно овощарство, успешната производствена дейност се основава на използването на първокачествен посадъчен материал. В тази връзка, много важни условия за производството на ябълкови подложки в маточно насаждение са не само въздушният и воден режим на почвата, но и нейната запасеност с органично вещество.
Днес, с налагащите се интензификация и биопроизводство в овощарството, особено внимание се обръща на качеството на изходния материал. Компромиси в това отношение не бива да бъдат допускани. Затова главна роля играят почвените условия – фактор за добро вкореняване и съответно за високо качество на материала. Учени от Аграрен университет – Пловдив са осъществили успешно множество проекти през последните години за оптимизиране на различни фази от производството на ябълки. Доказа се, че има потенциал за подобряване на техническите и икономическите резултати, както при създаването на посадъчния материал, така и при отглеждането на овошките. Освен това, иновативните подходи на отглеждане имат положително въздействие върху екосистемите. Намалява се замърсяването на околната среда, редуцира се необходимостта от вода, подобряват се много от показателите на екосистемата.
Оптимизацията е целенасочена дейност за получаване на най-добър резултат в определен смисъл и при определени условия.
Поради тази причина се налага използването на математически методи за анализ и синтез на сложните системи и вземането на научнообосновани решения в управлението на производството (Иванова,2019).
Съществуват много програми и приложения за решаване на оптимизационни задачи – SPSS, Statistica, MS Excel,ТРИЗ и др.
Изследователската работа е свързана най-често не със самите обекти на изследване, а с техни модели. Математическият модел на конкретен обект е неговото описание със средствата на математиката и използване на закономерностите от една или няколко науки в съответствие с избрания аспект на разглеждане.
В НИМХ от една година работи прогностична система за оценка на условията за извършване на растителнозащитни дейности с информация от Европейския център за средносрочни прогнози (ECMWF) с предварителност 5 дни http://agro.meteo.bg/bg/asenovgrad .
Има възможност да се увеличи срокът на прогнозата до 10 дни, но сбъдваемостта намалява. В ECMWF работи глобален числен модел, който прави прогноза на времето на за цялото земно кълбо. В рамките на тази програма се предвижда ще се използва прогностична информация от регионален числен прогностичен модел ALADIN, който дава прогностична информация с предварителност 72 часа, но тя се актуализира 4 пъти в денонощието.
С настоящия проект, екипът възнамерява да разшири и задълбочи научните търсения, като се разработят устойчиви технологични модели на производството на пшеница, кориандър и ябълкови подложки, чрез приложение на различни методи за оптимизация, даващи възможността за дигитализирането им.
Ще се разработи облачна технология за обмен на данни в реално време през среда на „Dassoul systems“. Ще се създаде система за управление на работните процеси получаваща информация от облака в „DASSOULT SYSTEMS“. Ще се изследва координацията между отделните звена на системата за управление на работните процеси (поливане, пръскане, плевене, торене и др.) в зависимост от данните от диагностиката на растителността и микроклимата. Идеята е да се създадат оптимални алгоритми за управление на отделните работни процеси от технологиите за отглеждане на пшеница, кориандър и при производството на ябълкови подложки, които да бъдат интегрирани в дронове или роботи.
Това ще бъде комбинирано с възможностите на „DASSOULT SYSTEMS“ и информационните технологии и ще се създаде база данни с готови решения (изкуствен интелект) в помощ на хората, които практически ще се занимават с производството на пшеница, кориандър и посадъчен материал за ябълкови насаждения.
Тези модели ще се базират както на натрупания опит в миналото на научният колектив, така и на възможностите на новите технологии.