Знакомьтесь, информационные технологии - [40]
Сегодня практически все процессы управления теплицей автоматизированы. В зависимости от высаженной культуры (с учетом особенностей данного сорта) выбираются оптимальные параметры микроклимата теплицы. Эти параметры записаны в памяти компьютера. В теплице создается аппаратно-программная система, в которую, кроме компьютера с программным обеспечением, входят также различные датчики и исполнительные механизмы, связанные с компьютером в единую локальную сеть теплицы.
Датчики измеряют и передают в компьютер информацию по различным характеристикам, например:
• температуру почвы и воздуха в различных частях теплицы, а также воды, предназначенной для полива;
• уровень освещенности в разных частях теплицы;
• влажность почвы;
• состав воздушной среды (насыщенность кислородом и углекислым газом).
В компьютере хранятся данные об оптимальных значениях параметров, которые должны поддерживаться в теплице. По полученной информации и имеющимся данным проводятся необходимые вычисления, в которых используются сведения о конструкции теплицы (например, движение потоков воздуха при нагревании и охлаждении различных частей теплицы). На основе выполненных расчетов программа принимает решение о приведении в действие тех или иных механизмов: включение или выключение групп ламп, открытие или закрытие окон, включение или выключение отопления, начало подачи воды или прекращение полива. Соответствующие команды подаются на исполнительные механизмы.
Таким образом, в теплице поддерживаются оптимальные параметры для роста высаженных растений. В результате в теплице выращивается урожай к определенному сроку и с заранее известными параметрами.
Сегодня уже созданы программируемые роботы-манипуляторы, способные двигаться между растениями и собирать плоды. Выгрузка плодов из робота и упаковка также полностью автоматизированы.
Можно считать, что уже созданы все необходимые элементы для работы полностью автоматизированных теплиц.
База данных для коров
Давно известно – эффективное животноводство базируется на элитных животных, которые могут быть выращены путем длительной селекции. Но сегодня сам процесс селекции качественно изменился: вместо многолетних скрещиваний и проверки полученных животных, проводится компьютерное моделирование характеристик будущего потомства [61] . При этом с большой вероятностью можно получить новорожденных животных с заранее планируемыми параметрами.
Для того чтобы элитные животные смогли нормально развиваться, им необходимо создать соответствующие условия. Элита гораздо более требовательна к условиям содержания и, особенно, к пищевому рациону. Только при правильном рационе можно получить значительное ежедневное увеличение веса животных и стабильно высокие надои. Сегодня известно, что ежедневный рацион животных зависит от многих факторов, в том числе от генетических особенностей и возраста животного, от времени года, периода лактации и даже от времени суток. Не менее важно и сегодняшнее физическое состояние животного. В зависимости от этих факторов формируется рацион для каждого животного.
Естественно, что подготовить индивидуальный рацион для каждого из 100–200 животных, содержащихся на ферме, можно только с использованием информационных технологий. Сегодня практически все фермерские хозяйства в Западной Европе и Северной Америке оснащены компьютерами, подключенными к Internet. В компьютере ведется база данных (БД) животных, находящихся в хозяйстве. В базе данных хранятся все основные сведения о каждом животном.
Ежедневно фермер заносит в БД информацию о полученном животным за день корме (состав, объем и т. д.), удое, привесе и другие данные. Зооинженер обращается по Internet [62] к этой же базе и определяет (назначает) рацион животным на завтра. Составление рациона проводится на компьютере с помощью программ анализа развития животных. По Internet завтрашний рацион возвращается к фермеру. После этого в компьютере фермера формируется заявка на получение корма, которая отправляется на комбикормовую фабрику по электронной почте. В соответствии с заявкой готовится индивидуальный набор кормов [63] для данной фермы.
Теперь можно кормить животных подготовленными персонально для них кормами. В случае заболевания животных в корм могут добавляться лекарства (в соответствии с указаниями ветеринара). Такое решение требует минимального времени фермера. При этом обеспечивается двойной эффект:
• увеличиваются надои и прирост животных;
• сокращаются расходы на приобретение кормов, т. к. заказываются только необходимые корма (по количеству и составу).
Еще один, косвенный, эффект, получаемый от использования информационных технологий в животноводстве, заключается в том, что накапливается огромный статистический материал по развитию животных с известными генетическими характеристиками. А имеющиеся сегодня программы статистической обработки данных позволяют моделировать будущих животных с наилучшими характеристиками.
Во саду ли в огороде
Садоводство пока еще наименее автоматизированная отрасль сельского хозяйства: необходима индивидуальная работа с каждым плодом. Сегодня (пока еще в лабораториях) проверяются различные методы проверки зрелости плода. Для этого яблоки, груши, персики облучаются лазером, ультразвуком, радиоволнами и другими видами излучений. Отраженный сигнал позволяет определить степень зрелости плода, т. е. сделать вывод о возможности его снятия с дерева. При этом процесс обнаружения плода на дереве уже автоматизирован – роботы, оснащенные двумя видеокамерами и программами распознавания образа, легко находят яблоки и груши среди листвы.