ЦИФРОВОЕ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО: ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

NEW APPROACHES TO DIGITAL AGRICULTURE

Drame Seybou

Master's student, major "Informatics and Computer Engineering", Master's program "Intelligent Data Analysis", Moscow State Technological University "Stankin",

Russia, Moscow

Valentina Britvina

scientific director, PhD in pedagogical sciences, associate professor of the department "Control and informatics in technical systems", Moscow State Technological University "Stankin",

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Современное сельское хозяйство претерпевает цифровую трансформацию, вызванную такими глобальными проблемами, как рост населения и изменение климата. В статье рассматриваются передовые технологии, включая Интернет вещей (IoT), искусственный интеллект (ИИ), блокчейн и дроны, которые используются для повышения эффективности и устойчивости сельскохозяйственного сектора. Целью исследования является анализ ключевых цифровых решений и их влияния на агротехнологические процессы. Методы включают обзор современных технологий, их применение на практике и оценку социально-экономических и экологических последствий. Полученные результаты показывают, что внедрение цифровых решений не только увеличивает урожайность и снижает затраты, но и повышает безопасность пищевых продуктов и снижает негативное воздействие на окружающую среду. Сделан вывод о необходимости государственной поддержки малых форм хозяйствования и разработки образовательных программ для фермеров.

ABSTRACT

Modern agriculture is undergoing a digital revolution driven by the challenges of feeding a growing global population and adapting to climate change. This article analyzes the role of digital technologies such as the Internet of Things (IoT), Artificial Intelligence (AI), blockchain, and drones in increasing efficiency and sustainability in agriculture. The study aims to explore practical applications of these technologies and evaluate their economic, ecological, and social impact. Methods include a comprehensive review of current digital tools and their usage in farming. The findings highlight improved crop yields, resource optimization, and better food security outcomes. Conclusions emphasize the need for inclusive support strategies and farmer education to maximize benefits.

Ключевые слова: цифровое сельское хозяйство, Интернет вещей, ИИ, устойчивое развитие, агротехнологии, точное земледелие, продовольственная безопасность, блокчейн, дроны, Большие данные.

Keywords: digital agriculture, IoT, AI, sustainability, precision farming, food security, blockchain, drones, Big Data.

I. ВВЕДЕНИЕ

К 2050 году потребуется новая сельскохозяйственная революция, чтобы прокормить 10 миллиардов человек. Дроны, искусственный интеллект (ИИ), блокчейн и IoT-датчики стали новыми инструментами современных фермеров. Точное земледелие использует передовые технологии, такие как GPS-системы, датчики, дроны и спутники для сбора точных данных о почве, культурах и погодных условиях.

Технологическая эволюция в сельском хозяйстве сегодня чрезвычайно важна. Она демонстрирует, как цифровые технологии помогают сделать сельское хозяйство более эффективным, продуктивным и устойчивым. Мы часто говорим о цифровом сельском хозяйстве или сельском хозяйстве 4.0, которое объединяет несколько инноваций для решения экологических, социальных и экономических проблем сектора. Добро пожаловать в эру цифрового сельского хозяйства, где "хранилища данных" приносят больше дохода, чем зернохранилища.

Интернет вещей (IoT) играет ключевую роль в этой трансформации. Он позволяет фермерам в режиме реального времени отслеживать свою деятельность и точно управлять хозяйствами. Благодаря датчикам и IoT-инструментам аграрии могут собирать данные о состоянии почвы, климатических условиях и посевах, что облегчает принятие решений. Например, умные системы орошения автоматически регулируют полив в зависимости от погодных условий, помогая экономить водные ресурсы. В животноводстве используются носимые устройства, которые отслеживают здоровье и поведение животных, оперативно оповещая фермеров о возможных проблемах.

II. УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ

Цифровое сельское хозяйство, также известное как сельское хозяйство 4.0, основано на интеграции передовых технологий в фермерские хозяйства. Среди наиболее используемых инструментов:

Датчики Интернета вещей для измерения влажности почвы, температуры и роста растений в режиме реального времени.

Дистанционное зондирование и беспилотники, которые предоставляют изображения высокого разрешения для мониторинга здоровья растений.

Географические информационные системы (ГИС), которые позволяют осуществлять детальное и локализованное управление участками.

Цифровые платформы управления (FMIS – Farm Management Information Systems), облегчающие планирование и мониторинг сельскохозяйственной деятельности.

Искусственный интеллект и машинное обучение, которые позволяют анализировать большие объемы данных для выявления тенденций, прогнозирования урожайности или выявления заболеваний.

Эти технологии уже внедряются во многих странах. В Европе фермы получают субсидии на внедрение этих инноваций, в то время как в Африке и Азии бурно развиваются мобильные решения, адаптированные для небольших ферм.

Технологии искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (ML) все шире применяются для анализа сложных данных. Это позволяет прогнозировать такие риски, как засухи или нашествия вредителей. Системы на основе ИИ способны предсказывать урожайность культур и определять оптимальные объемы удобрений и пестицидов, что способствует развитию точного земледелия. Дроны с камерами высокого разрешения помогают мониторить состояние посевов и оперативно выявлять проблемные участки.

Эти технологии предлагают инновационные решения для адаптации к климатическим изменениям и повышения урожайности. В сочетании с блокчейном для обеспечения прослеживаемости продукции они трансформируют цепочки поставок, повышая прозрачность и безопасность пищевых продуктов при растущем спросе на сертифицированную продукцию.

III. МЕТОДОЛОГИЯ

В данной статье мы применили качественный и описательный подход. Методология основана на:

Обзор новейшей научно-технической литературы (статьи, отчеты международных организаций, отраслевые публикации) об инструментах и влиянии цифрового сельского хозяйства.

Анализ конкретных случаев применения, особенно в различных социально-экономических контекстах (крупные механизированные фермы против небольших семейных ферм).

Выявление основных препятствий и рычагов внедрения этих технологий на основе данных полевых отчетов и обследований.

IV. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ:

Повышение производительности: благодаря более точному управлению ресурсами (вода, удобрения, семена) урожайность может увеличиться на 10–30% в зависимости от культур.

Сокращение затрат: рациональное использование пестицидов или орошения помогает снизить воздействие на окружающую среду, особенно на грунтовые воды.

Повышение устойчивости к изменению климата: системы раннего оповещения и прогностические модели помогают фермерам лучше подготовиться к экстремальным явлениям (засухам, наводнениям).

Постоянные пробелы в принятии решений: мелкие фермерские хозяйства, особенно в развивающихся странах, часто остаются на обочине этого перехода из-за отсутствия доступа к технологиям, финансированию или обучению.

Таким образом, цифровое сельское хозяйство представляется мощным рычагом, но его воздействие во многом зависит от местного контекста и реализуемой государственной политики.

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цифровое сельское хозяйство представляет собой прекрасную возможность для модернизации сельскохозяйственного сектора и решения глобальных задач в области продовольственной безопасности и устойчивого развития. Однако его внедрение не может быть полностью эффективным без поддержки фермеров, демократизации технологических инструментов и особого внимания к этическим вопросам, связанным со сбором и использованием данных. Сотрудничество между государственными, частными и научными субъектами будет иметь решающее значение для содействия справедливому переходу к более разумному и устойчивому сельскому хозяйству.

Перспективы устойчивого развития

Цифровое сельское хозяйство предлагает значительные преимущества с точки зрения эффективности и устойчивости. Фермеры получают возможность лучше управлять ресурсами, такими как удобрения и вода, в соответствии с потребностями культур. Это сокращает потери и уменьшает экологическое воздействие.

Однако прогресс сталкивается с трудностями, особенно в сельских районах с недостаточной цифровой инфраструктурой. Необходимы инициативы по улучшению подключения и обучению фермеров. Ответственное управление данными крайне важно для процветания сельских сообществ и экосистем, предотвращая их монополизацию доминирующими группами.

Инвестиции в обучение и улучшение инфраструктуры необходимы, чтобы все фермеры могли воспользоваться преимуществами цифровых технологий. Совместные усилия позволят создать более эффективную и устойчивую сельскохозяйственную систему, способную удовлетворить растущие глобальные потребности в продовольствии.

Список литературы:

1. ФАО (2022). "Состояние продовольствия и сельского хозяйства-использование автоматизации в сельском хозяйстве для преобразования агропродовольственных систем
2. Всемирный Банк (2021). "Цифровое сельское хозяйство: будущее сельского хозяйства" Технический доклад, Всемирный банк
3. Nature Food (2022). "Блокчейн и Интернет вещей для обеспечения продовольственной безопасности в цепочках поставок сельскохозяйственной продукции" Том 3, стр. 197-205 DOI : 10.1038/s43016-022-00478-y
4. Европейская комиссия (2023 г.). "капитализация и цифровизация в сельском хозяйстве Генеральный директорат сельского хозяйства, ЕС.