Esettanulmány · Autonóm termesztés

Wageningen autonóm üvegháza: mit bizonyított az uborkakísérlet?

A Wageningenben rendezett 2018-as uborkatermesztési verseny dokumentált elemzése: az irányítórendszer mögötti emberi munka és a beltéri AI-próbaüzem számára levonható tanulságok.

Az angol eredeti fordítása · Angol eredeti

Tovább az útmutatóhoz
Leszedett uborkák egy munkaasztalon, klímavezérlő panel és jegyzetfüzet mellett.
A gyakorlati tanulság

Az első Autonomous Greenhouse Challenge valódi termesztési kísérletben vetette össze az AI-alapú irányítást tapasztalt termesztők munkájával. Gyakorlati tanulsága túlmutat a versenyeredményen: a hasznos önállósághoz meghatározott cél, a növényállomány fejlődésének mérése, működő beavatkozó szervek és egyértelmű emberi felelősségi körök szükségesek.

Valós termesztési kísérlet

Hat, egyenként 96 m²-es rekesz, köztük egy termesztők által irányított referencia.

Meghatározott irányítási feladat

Klíma- és öntözési döntések egy felszerelt kutatólétesítményben.

Az emberi munka megmaradt

Az állományápolás és a növényvédelem az üzemeltetés része maradt.

Fejezet 01

A projekt: távoli döntések egy uborkaállományról

2018-ban öt AI-csapat és egy termesztői referenciacsoport hat üvegházi rekeszt működtetett a hollandiai Bleiswijkben. Mindegyik rekesz 96 m²-es volt; körülbelül négy hónapon át Hi-Power uborkát termesztettek bennük. Wageningen adatállományának leírása megnevezi a csapatokat, és bemutatja a rögzített klíma-, öntözési, növényállományi és erőforrásadatokat. A WUR kísérletének és adatállományának leírása.

Ez meghatározott feltételek között végzett, valós termesztési kísérlet volt. Egy létesítménytulajdonos számára ezért többet mond egy önmagában álló szimulációnál, ugyanakkor egy kutatási rekesz és egy másik kereskedelmi üzem között továbbra is jelentős különbség lehet. Érdemes azt vizsgálni, az eredmény mely részei függnek a kísérlet körülményeitől.

Gyakorlati jegyzetek

Az eredményt a kísérlet keretein belül értelmezze

Húzza oldalra a teljes táblázat megtekintéséhez →
A kísérlet elemeDokumentált terjedelem
HelyszínA WUR kutatólétesítménye, Bleiswijk, Hollandia
Növény és időszakHi-Power uborka · 2018. augusztus–december
ÖsszehasonlításÖt AI-csapat és egy termesztők által irányított referencia
A rekeszek méreteHat rekesz, egyenként 96 m²
A kereteket a WUR adatállományának leírása rögzíti. Ezek a 2018-as kísérletet jellemzik, nem egy Hamfy-telepítés méretét vagy terjedelmét.
Fejezet 02

Mit irányítottak az algoritmusok, és mit végeztek továbbra is emberek?

A kutatók 2020-as beszámolója szerint a csapatok érzékelőadatok és növénymegfigyelések alapján, távolról állították a klíma- és tápoldatozási szabályozást. A heti utasítások a levelek és termések ritkítására is kiterjedtek. A kártevők és betegségek elleni védekezés a WUR feladata maradt, és nem tartozott a versenyhez. Elings és munkatársai kísérleti beszámolója.

A 2019-es tanulmány növénytermesztési tudást, modelleket és adatvezérelt szabályozást ötvöző megközelítéseket ír le. Tárgyalja a stratégiák kidolgozásához használt szimulációs modelleket, valamint a csapatok eltérő világítási és állománykezelési döntéseit. Hemming és munkatársai műszaki tanulmánya. Az eset tehát egy meglévő termesztőrendszer összehangolt irányításaként értelmezhető.

A Hamfy szerint beltéri projektnél egyértelműen meg kell húzni az irányítás határát. Jelölje, mely rendszer méri az egyes változókat, mely szoftver javasol vagy módosít alapjelet, mely szabályozó tartatja be a korlátokat, és ki végzi az állományápolást. A kézi feladatok időzítését és költségét is vegye fel az üzemeltetési tervbe.

Fejezet 03

Az eredmény meghatározott korlátok között igazol képességet

A kutatók szerint a győztes AI-megközelítés felülmúlta a termesztői referenciát. Beszámolójuk ugyanakkor megjegyzi, hogy a győztes csapat nagyobb termelése több világítási beruházással és egyes erőforrás-hatékonysági mutatók kedvezőtlenebb alakulásával járt. Közzétett eredmények. Ez a vizsgálati körülmények közötti sikeres irányítás bizonyítéka, nem általános ígéret arra, hogy az AI minden ráfordítást csökkent.

A műszaki tanulmány a stratégia és a gazdasági feltételek kölcsönhatását is tárgyalja. Hemming és munkatársai, 2019. A Hamfy gyakorlati értelmezésében azt kell megkérdezni, mit optimalizáltak, mit számoltak bele, és hogyan változik az eredmény más energiaárak, terményárak vagy üzemi korlátok mellett.

Mielőtt egy látványos eredményt üzleti tervbe emel, különítse el az értékesíthető termékmennyiséget, az erőforrás-felhasználást és a pénzügyi teljesítményt. Egy irányítási stratégia javíthat az egyik mutatón, miközben ront egy másikon. Minden szám mögött kérje a meghatározást és a viszonyítási alapot, majd vesse össze a tervezett helyszín céljával.

Fejezet 04

Először az értékelési módszert vegye át, csak utána az alapjeleket

A napfényt használó üvegház és a teljesen zárt beltéri termesztőhelyiség üzemi korlátai eltérnek. Ez a kísérlet nem ad kész beltéri klímareceptet. Jobban átvihető tanulsága az, hogy egy összehangolt stratégiát megnevezett referenciához képest, teljes termesztési időszakon át kell értékelni.

A Hamfy szűken meghatározott üzemi céllal és megfigyelési szakasszal való indulást javasol. Gyűjtsön megbízható adatokat a klímáról, öntözésről, állományápolásról, energiáról és értékesíthető termésről. Ezután futtassa a javasolt irányítási döntéseket a meglévő folyamat mellett, alkalmazásuk nélkül, és a termesztővel közösen vizsgálja meg az eltéréseket.

Csak e felülvizsgálat után változtasson korlátozott számú beavatkozáson, felügyelt kísérletben. Határozza meg a megengedett tartományokat, a kézi felülbírálást és a feltételeket, amelyek visszaadják az irányítást a bevált rendszernek. Rögzítse a szoftververziókat és az összes beavatkozást. Ez a sorrend a mi mérnöki javaslatunk; a wageningeni kísérletben nem vizsgálták külön kezelésként.

Fejezet 05

Az összehasonlítás tudjon választ adni az üzleti kérdésre

A kísérlet előtt írja le a kiinduló referenciaállapotot. Döntse el, hogyan veszi figyelembe az összehasonlítás a fejlődési szakaszt, a növénysűrűséget, a hasznos területet, a fényellátást és a munkaerőigény esetleges különbségét. Egy korábbi termesztési ciklus adhat támpontot, de az eltérő időjárás vagy termelési feltételek megakadályozhatják a tiszta oksági összehasonlítást.

Egyeztessék az elsődleges eredménymutatókat és a másodlagos korlátokat. Például a stabil terményminőség célja mellett korlátozható az energiafelhasználás és a kezelői munkateher. A sikertelen futásokat, leállásokat és beavatkozásokat is rögzítse az eredmény részeként. A nehéz napok kihagyása csökkentené a próbaüzem hasznát a létesítményt működtető csapat számára.

A WUR adatállományának leírása további vizsgálatot lehetővé tevő kísérleti adatokra hivatkozik. Ebben a cikkben nem számoltuk újra függetlenül a kísérlet pénzügyi eredményeit. Kamerás próbaüzemi útmutatónk kisebb első lépést dolgoz ki azoknak az üzemeknek, amelyek még a megfigyelési és adatrendszerüket építik ki.

Hasznos válaszok

Gyakori kérdések

A 2018-as verseny teljesen személyzet nélküli gazdaságot jelentett?

Nem. A közzétett beszámoló elkülöníti a távoli klíma- és tápoldatozási döntéseket az állományápolástól és a WUR növényvédelmi munkájától. A kísérlet meghatározott irányítási képességet mutat be, nem az összes emberi munka megszüntetését.

Használhatók ezek az eredmények a Hamfy teljesítményadataiként?

Nem. A kísérlet Wageningenhez és a részt vevő csapatokhoz tartozik. A Hamfy hozzájárulása itt a forrással ellátott elemzés és egy új próbaüzem körülhatárolására tett javaslat. Bármely Hamfy-eredményhez az adott külön projekt bizonyítékai szükségesek.

Kövesse a bizonyítékokat

Források és kutatás

A cikkhez kiválasztott elsődleges források. A Hamfy ellenőrzésének dátuma: .

A 2018-as Autonomous Greenhouse Challenge bizonyítékainak határaiKutatási háttéranyag · vizsgálati kör, megállapítások és korlátok
  1. Elsődleges kísérleti nyilvántartás · Dataset published 2019Autonomous Greenhouse Challenge: First edition, 2018Wageningen University & Research · Hemming et al.

    Rögzíti a kísérlet helyszínét, növényét, időszakát, rekeszeit és az elérhető adatok kategóriáit. Az adatok DOI-ja: 10.4121/uuid:e4987a7b-04dd-4c89-9b18-883aad30ba9a.

  2. Lektorált kísérleti beszámoló · 2020Remote control of greenhouse cucumber production with artificial intelligence: results from the first international autonomous challengeElings et al. · Acta Horticulturae 1294

    Alátámasztja a feladatmegosztást és a minőségi eredménymegállapítást. DOI: 10.17660/ActaHortic.2020.1294.9.

  3. Lektorált műszaki tanulmány · 2019Remote Control of Greenhouse Vegetable Production with Artificial IntelligenceHemming et al. · Sensors 19(8), 1807

    Leírja az irányítási megközelítéseket, és tárgyalja a stratégiát, a növénytermesztést és az erőforrás-felhasználást. DOI: 10.3390/s19081807.

Pontosítást javasolna, vagy további igazolt projekteredményei vannak? Írjon a Hamfy csapatának.

A cikkből projektfeladat

Határozzon meg mérhető automatizálási próbaüzemet

Induljon ki a javítani kívánt döntésekből és az üzemben már rögzített adatokból. Segítünk reális első feladatkört kialakítani.

Egyeztessünk az automatizálási próbaüzemről
Olvasson tovább

Kapcsolódó témák

Ipari kamera egy beltéri termesztőhelyiség bazsalikomállománya fölött.
Gyakorlati útmutató · AI és adatok

AI-kamerák a beltéri termesztésben: hogyan tervezzünk hasznos kísérleti projektet?

Cikk elolvasása
Kvantumszenzor az állomány magasságában, fehér LED-sorok alatt egy beltéri bazsalikomtermesztő helyiségben.
Gyakorlati útmutató · Világítás

Növényvilágítás: a PPFD és a DLI mint használható műszaki követelmény

Cikk elolvasása