03.09.2025
Л.С. Беликова и Г.В. Волоховский (ИСИЭЗ НИУ ВШЭ)

Дроны, блокчейн, IoT и автоматизированные системы управления цепочками поставок

Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ с помощью системы анализа больших данных iFORA определил ключевые направления исследований и разработок в агропромышленном секторе, которые формируют траекторию его технологического развития.

Система интеллектуального анализа больших данных iFORA разработана ИСИЭЗ НИУ ВШЭ с применением передовых технологий искусственного интеллекта. Ее база источников включает более 850 млн документов (научные публикации, патенты, нормативная правовая база, рыночная аналитика, отраслевые медиа, материалы международных организаций, вакансии, др.) и постоянно пополняется. В 2020 г. iFORA отмечена в журнале Nature в качестве эффективного инструмента поддержки принятия решений в интересах бизнеса и органов власти. ОЭСР относит систему iFORA к успешным инициативам в области цифровизации науки. Для данного исследования были проанализированы около 300 тыс. источников за 2022-2024 гг., отражающих актуальную научно-технологическую повестку.

За последние 10 лет произошел значительный рост российского аграрного сектора: сегодня РФ не только практически самостоятельно обеспечивает внутренний спрос на сельскохозяйственную продукцию, но и является ее нетто-экспортером. По итогам прошлого года Россия стала третьей в мире по объему поставок продовольствия. Согласно указу Президента РФ от 2024 г., к 2030 г. перед отечественным агропромышленным комплексом стоит задача еще большего увеличения объемов производства и экспорта. Для достижения целевых показателей потребуется внедрение в сельскохозяйственную отрасль прогрессивных технологических решений. С помощью системы iFORA были выявлены наиболее перспективные направления, развитие которых позволит России приобрести конкурентные преимущества на мировом рынке (табл. 1).



Для большинства методов ведения сельского хозяйства актуальна тенденция перехода к более экологичным решениям. К ним относятся органическое (№ 1), восстановительное (№ 8) и климатически оптимизированное сельское хозяйство (№ 15). При таком подходе вместо искусственных удобрений используют щадящие методы обработки почвы: компостирование, севооборот и применение сидератов — культур, защищающих грунт от эрозии. При внедрении системы нулевой обработки почвы (№ 10) грунт не обрабатывается механически, а укрывается мульчей — измельченными растительными остатками. Агровольтаические системы (№ 13) предполагают совместное использование земельных участков для выработки энергии из солнечного света и получения урожая. Технологии агровольтаики решают сразу несколько экологических проблем: они позволяют производить продукты питания и энергию с использованием минимального объема земельных ресурсов, снижают зависимость от ископаемого топлива, а также сокращают расходы воды, поскольку затенение растений с помощью солнечных панелей уменьшает испарение влаги из почвы.

Помимо комплексных подходов к земледелию, становятся востребованы и более узкоспециализированные сельскохозяйственные решения, также с акцентом на экологию. Метод статической камеры (№ 7) позволяет оценивать состав и концентрацию газовых выбросов из почвы с помощью установленного на ее поверхности специального устройства. Технология вертикальной фермы (№ 11), при которой выращивание культур происходит на вертикальных многоуровневых стеллажах, помогает экономить пространство, снижать нагрузку на пахотные земли и сокращать объем используемых ресурсов.

Цифровое сельское хозяйство (№ 3) обеспечивает рост производительности в сельском хозяйстве за счет внедрения в его процессы цифровых технологий. Среди основных: интернет вещей, анализ агропромышленных данных, искусственный интеллект для управления фермерскими операциями. Перечисленные решения применяются для автоматизации агропромышленных процессов, построения рекомендательных и прогностических систем, создания устройств для удобного мониторинга сельскохозяйственных показателей и т.д. Технология дистанционного зондирования Земли (№ 9) и датчики измерения влажности почвы (№ 5) обеспечивают бесконтактный мониторинг посевов и состояния почвы. Использование сельскохозяйственных роботов (№ 4) решает проблему нехватки рабочей силы и позволяет автоматизировать процессы орошения и химической обработки полей.

В число значимых биотехнологий входят экологичные виды энергии: биогаз (№ 14) и биоуголь (№ 6). Эти виды топлива добываются из биоразлагаемого сырья путем бактериальной переработки (биологический газ) или пиролиза (биоуголь). Они применяются для производства органических удобрений, утилизации отходов, снижения выбросов метана и углекислого газа в атмосферу. Также биогазовые установки и фильтры из биологического угля используются в очистных сооружениях.

Внедрение нанотехнологий в сельское хозяйство затрагивает в первую очередь сферу производства удобрений. Наноудобрения (№ 2) позволяют сохранить эффективность обработки посевов без ущерба окружающей среде. По сравнению с обычными удобрениями, средства на основе наночастиц более точечно и контролируемо доставляют питательные вещества к растениям — это дает возможность снизить объем и частоту подкормок. Один из распространенных видов наноудобрений — наномочевина (№ 12). Она особенно популярна в жидком виде: жидкость наносится на поверхность листа и всасывается напрямую через устьица растений. Это помогает избежать перерасхода при сохранении оптимального уровня урожайности.

Комментирует iFORA-ассистент

Справочно: iFORA-ассистент — виртуальный ИИ-помощник для автоматизированной технологической и тренд-аналитики и принятия решений. Разработан на основе генеративной нейронной сети iFORA.LLM.

Агротехнологии в ближайшие годы призваны решить следующие ключевые задачи:

Повышение устойчивости к климатическим изменениям. В свете глобального изменения климата один из ключевых вызовов для сельского хозяйства — создание технологий, которые позволят агропромышленному сектору адаптироваться к экстремальным погодным условиям. Задача включает создание растений с улучшенной устойчивостью к засухе, граду, низким температурам.

Оптимизация использования ресурсов. Важно решение вопроса эффективного использования воды, энергии и удобрений. Ключевую роль могут играть такие технологии, как систематическое управление поливом на основе данных и дроны для мониторинга состояния растений.

Управление процессом производства сельскохозяйственной продукции. Улучшение логистических процессов и повышение эффективности переработки агропромышленной продукции являются важными задачами для современного сельского хозяйства. Это требует интеграции технологий блокчейна, IoT и автоматизированных систем для отслеживания товаров на всем пути от поля до рынка.

Резюме

На сегодняшний день вектор технологического развития сельского хозяйства определяется экологическими вызовами и запросом на оптимизацию и повышение производительности агропромышленных процессов. Для борьбы с опасными климатическими явлениями в агропромышленном комплексе внедряются нано- и биотехнологии, а также методы ведения сельского хозяйства, предполагающие более щадящее воздействие на окружающую среду. Для повышения эффективности агропроизводства применяются цифровые технологии: анализ больших данных, искусственный интеллект, «умные» устройства и роботы. Эти решения открывают новые горизонты для аграриев, обеспечивая возможность эффективно управлять ресурсами и адаптироваться к изменяющимся условиям рынка и климата.

Источники: расчеты на основе системы интеллектуального анализа больших данных iFORA (правообладатель – ИСИЭЗ НИУ ВШЭ); результаты проекта «Определение технологических приоритетов в период глобальных трансформаций», подготовленного Лабораторией исследований науки и технологий в 2024 г.

Ссылка на источник >>>

Подписывайтесь на наши новости в Telegram: https://t.me/idexpert 

Читайте нас на VK: https://vk.com/idexpert_ru





Рейтинг статьи