Исследование: ИИ защищает фруктовые деревья от мороза

Весенние заморозки могут серьезно повлиять на урожай яблок. Перемены в климате приводят к раннему цветению деревьев, делая их более уязвимыми к холоду. Усилия производителей по защите цветов от заморозков, обогревая кроны садов, в основном оказались неуспешными.

Исследователи штата Пенсильвания разработали  систему защиты от заморозков для яблоневых садов, использующую данные о погоде и ветре. Система включает датчик температуры, обогреватель и беспилотное устройство для перемещения обогрева в саду. Исследование показало, что система значительно сократила повреждения почек яблони при низких температурах.
Недавно опубликованные в журнале «Компьютеры и электроника в сельском хозяйстве» результаты показывают, что киберфизическая система защиты от замерзания значительно снизила повреждение почек яблони в двух тестах, проведенных при низких температурах. По сравнению с аналогичными незащищенными участками фруктовых садов поблизости, развертывание киберфизической системы защиты от замерзания в одном испытании более чем удвоило время защиты навеса испытательной площадки и почти утроило время в другом.

Применение тепла является одним из наиболее эффективных методов предотвращения повреждения цветочных почек яблони, однако производители изо всех сил пытаются определить, когда и где применять тепло в своих садах, по словам исследователя Лонг Хэ, доцента сельскохозяйственной и биологической инженерии, который является автором-корреспондентом изучение. По его словам, у них часто нет рабочей силы для отопления, что приводит либо к уменьшению урожая яблок, либо к потерям энергии.

Производители знают, что цветочные почки яблони могут быть повреждены, когда температура падает ниже 30 градусов по Фаренгейту, но их удерживает от принятия активных защитных мер, поскольку ветер может сделать усилия по обогреву неэффективными.

Это исследование, которое проводилось в Центре сельскохозяйственных исследований имени Рассела Э. Ларсона при Пенсильванском университете, было последним, проведенным исследовательской группой, занимающейся умным сельским хозяйством в Департаменте сельскохозяйственной и биологической инженерии. Первый автор Вейюнь Хуа, ассистент аспиранта, впервые определил закономерности теплопередачи в яблоневом саду, используя изображения, полученные с помощью тепловизионной камеры, установленной на дроне, и проверенную численную модель.

Затем она включила результаты ранее опубликованного исследования, проведенного группой, которая создала алгоритм для определения стадий цветения яблони и разработала карту температур критических повреждений, созданную с помощью камеры воздушного дрона. В этом исследовании также использовалась тепловизионная камера на базе дрона для определения карты температуры, которая использовалась для создания карты потребности в тепле. Хуа использовал всю эту информацию, чтобы спланировать путь беспилотного наземного аппарата для выполнения задач по обогреву.

Стоимость оборудования для создания испытательного блока в этом исследовании составила около 5000 долларов, включая автомобиль стоимостью 4500 долларов, обогреватель за 200 долларов и микрокомпьютеры за 100 долларов. Использованные компоненты в основном были доступны в наличии и требовали небольших модификаций. Один из инновационных аспектов системы — компонент для автоматического вращения и регулировки нагревателя, который был разработан для оптимального использования тепла. Это исследование показало, что можно повысить эффективность обогрева сада, используя несколько обогревателей и беспилотный дрон для контроля температуры.
Материалы: psu.edu

Вам понравилась статья?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

1 комментарий к “Исследование: ИИ защищает фруктовые деревья от мороза

  1. Это важный шаг в разработке эффективных методов защиты урожая в условиях изменяющегося климата.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *