توسعه و بهینه‌سازی چندهدفه مصرف آب و تغذیه بر عملکرد محصولات کشاورزی با استفاده از Digital Twinبر پایه هوش مصنوعی

محدثه اسلامی کنفی¹ عباس حاجی پور²

1) استاد دانشگاه جامع علمی کاربردی استان البرز، کرج، ایران،
2) دانش آموز دبیرستان متوسطه اول پسرانه غیردولتی ارشاد استان گیلان، لاهیجان، ایران،

کد IOI مقاله : ABEB-ACZHAA
محل انتشار : چهارمین کنفرانس بین المللی پیشرفت های اخیر در مهندسی، نوآوری و تکنولوژی - بلژیک(eitconf.com)
چکیده :
    امروزه کشاورزی نوین با چالش‌هایی نظیر محدودیت منابع آب، افزایش هزینه ها، تغییرپذیری شرایط اقلیمی، ضرورت افزایش بهره‌وری و پایداری تولید رو به رو است. عمدتا توسعه فناوری‌های کشاورزی دقیق، اینترنت اشیا و هوش مصنوعی امکان پایش و تحلیل لحظه‌ای شرایط مزرعه را فراهم می سازد؛ با این وجود، بسیاری از سامانه‌های موجود هنوز در زمینه یکپارچه‌سازی داده‌ها، پیش‌بینی وضعیت محصول و تبدیل داده‌های حاصل از پایش به تصمیم‌های مدیریتی چندهدفه با محدودیت مواجه‌اند. لذا فناوری دوقلوی دیجیتال به‌عنوان یک بازنمایی دیجیتال پویا از سیستم فیزیکی مزرعه، ظرفیت پایش، پیش‌بینی و پشتیبانی از تصمیم‌گیری در اوج تصمیم گیری قرار گرفته است. مطالعات اخیر نشان داده‌ است که تلفیق دوقلوهای دیجیتال با اینترنت اشیا و ... می‌تواند زمینه را برای مدیریت هوشمند و داده‌محور کشاورزی فراهم سازد. به همین منظور هدف مقاله حاضر، بررسی تحلیلی ظرفیت تلفیق دوقلوی دیجیتال و هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی هم‌زمان مصرف آب، تغذیه گیاه و عملکرد محصول و ارائه توسعه سامانه‌های هوشمند در کشاورزی دقیق است. لذا در این چارچوب، داده‌های حاصل از حسگرهای خاک و محیط، سامانه‌های اینترنت اشیا و داده‌های مربوط به رشد محصول، به‌صورت یکپارچه وارد محیط دوقلوی دیجیتال شده و پس از پردازش با مدل‌های هوش مصنوعی، جهت پیش‌بینی نیاز آبی، وضعیت تغذیه‌ای و عملکرد محصول مورد استفاده قرار می‌گیرد و در ادامه الگوریتم‌های بهینه‌سازی چندهدفه با در نظر گرفتن اهداف متعارض نظیر کاهش مصرف آب و کود و افزایش عملکرد، مجموعه‌ای از راهکارهای مدیریتی بهینه را ارائه می دهد که نتایج این بررسی نشان داد دوقلوی دیجیتال هوشمند می‌تواند از یک سامانه صرفا پایشگر به یک محیط پیش‌بینی، شبیه‌سازی و ... تبدیل شود و امکان ارزیابی فاکتورهای مختلف مدیریتی پیش از اجرای آن‌ها در مزرعه واقعی را فراهم سازد. بر این اساس، توسعه چارچوب‌های یکپارچه مبتنی بر Digital Twin و AI می‌تواند مسیرهای مهم حرکت از کشاورزی دقیق به سمت کشاورزی هوشمند، پایدار را مهیا خواهد نمود.

کلمات کلیدی : اینترنت اشیا بهینه‌سازی چندهدفه تغذیه گیاه دوقلوی دیجیتال مدیریت آب هوش مصنوعی