Большинство современных фермеров принимают решения, например, о том, сколько удобрений вносить, основываясь на комбинации грубых измерений, опыта и рекомендаций. Как только курс действий определен, он реализуется, но результаты обычно не видны до времени сбора урожая.

Напротив, цифровая сельскохозяйственная система собирает данные чаще и точнее, часто в сочетании с внешними источниками (такими как информация о погоде). Полученные комбинированные данные анализируются и интерпретируются таким образом, чтобы фермер мог принимать более обоснованные и соответствующие решения. Эти решения затем могут быть быстро реализованы с большей точностью с помощью робототехники и передовой техники, и фермеры могут получить обратную связь в режиме реального времени о влиянии своих действий.

Технология

Используемые технологии включают в себя датчики, сети связи, Беспилотные авиационные системы (БАС), Искусственный интеллект (ИИ), робототехнику и другую передовую технику и часто опираются на принципы Интернета вещей. Каждый из них приносит что-то ценное для сельского хозяйства от сбора данных до управления и обработки, а также руководства и направления. Эта интегрированная система предлагает новые идеи, которые повышают способность принимать решения и впоследствии реализовывать их.

Потенциал

Цифровое сельское хозяйство обладает потенциалом сделать сельское хозяйство более продуктивным, более последовательным и более эффективно использовать время и ресурсы. Это приносит критические преимущества для фермеров и более широкие социальные выгоды во всем мире. Это также позволяет организациям обмениваться информацией через традиционные отраслевые границы, чтобы открыть новые, разрушительные возможности.

Барьеры

Цифровое сельское хозяйство имеет потенциал для преобразования того, как мы производим продукты питания в мире, но подход все еще очень новый, затраты высоки, а детали долгосрочных выгод редко доступны. Это означает, что для обеспечения его широкого принятия потребуется сотрудничество и консенсус по всей цепочке создания стоимости в отношении того, как преодолеть эти проблемы.

Примеры приложений

Аквакультура

Такие факторы, как загрязнение от загрязняющих веществ (смытых дождем с земли в воду) и болезни, оказывают различное влияние на урожайность. Выращивание устриц-один из таких примеров. Технологическая компания The Yield сотрудничает с компанией Bosch, чтобы помочь тасманийским фермерам устриц справиться с этими проблемами с помощью датчиков, прогнозирующей аналитики и понятного пользовательского интерфейса. Это позволяет более точно предсказывать, когда уровень загрязнения воды слишком высок или вероятна вспышка болезни, так что фермеры могут предпринять активные шаги по сокращению потерь устриц.

Картофель и сокращение потребления воды

За последние десять лет PepsiCo успешно сократила расход воды на выращивание картофеля на 26%. Один из способов сделать это-найти источники сточных вод для повторного использования в ирригации. Они также отслеживают влажность почвы, связывают это с прогнозами погоды и устанавливают более эффективные уровни орошения. Это может повысить устойчивость и доступность воды в странах, подверженных риску засухи.

Салат-латук, который помогает страдающим заболеваниями почек

Для людей с заболеваниями почек слишком много калия в рационе – например, из овощей с высоким содержанием калия-нездорово. Это растущая проблема в таких странах, как Япония, где 10% населения страдают хронической болезнью почек. Fujitsu объединилась с Microsoft и другими компаниями, чтобы выращивать салат с содержанием калия менее 80% от традиционно выращиваемого салата путем тщательного контроля условий выращивания. Эта работа как обогатила рационы, так и продемонстрировала, как датчики, аналитика и визуализация данных могут создать систему для улучшения сельскохозяйственной практики.

Продвижение Целей устойчивого развития (ЦУР)

Цифровое сельское хозяйство обладает потенциалом для продвижения многих ЦУР. Ниже приведены некоторые примеры областей применения в самых разных секторах.

ЦУР 2. Нулевой голод

• Принимайте более эффективные решения в области сельского хозяйства, дополняя местные знания, накопленные поколениями, подробными экологическими данными в режиме реального времени.
• Увеличение урожайности с одного акра и сокращение потерь производства поможет улучшить продовольственную безопасность и увеличить производство продовольствия, необходимое для поддержания роста населения.
• Улучшить прозрачность и обмен информацией. Предоставляя количественные данные о факторах, которые до сих пор было трудно измерить и интерпретировать, фермеры смогут улучшить свои экономические модели. Финансисты и страховщики также могут лучше понять риски для финансовой защиты фермеров.

ЦУР 6. Доступность и устойчивое управление водными ресурсами

• Расходовать меньше воды за счет лучшего понимания влажности почвы, здоровья растений и прогноза погоды – предоставлять растениям столько воды, сколько необходимо.
• Уменьшите использование химических веществ и сток в местные системы водоснабжения.

ЦУР 8. Достойная работа и экономический рост

• Дайте больше полномочий тем, кто работает в сельском хозяйстве, и поддержите связанные с этим инновации, такие как современные цены на сельскохозяйственную продукцию и торговлю, особенно способность облегчать торговлю без использования посредников.

ЦУР 9. Промышленность, инновации и инфраструктура

• Повышение устойчивости и эффективности цепочек поставок продовольствия / сельскохозяйственной продукции за счет совершенствования интегрированных систем и обмена информацией.

ЦУР 11. Устойчивые города и сообщества

Обеспечение более устойчивого роста городов за счет более эффективного управления отходами в результате более эффективной интеграции по всей цепочке создания стоимости продовольствия.

ЦУР 12. Ответственное потребление и производство

• Предоставлять информацию, которая позволяет потребителям быть более ответственными.
• Сокращение отходов за счет более эффективного принятия решений по всей цепочке поставок с использованием прогнозов урожайности и качества для улучшения планирования.
• Сокращение количества отходов на складах за счет улучшения планирования и увязки сельскохозяйственных датчиков с системами управления транспортом для снижения порчи пищевых продуктов.
• Сократите количество используемых химических веществ и улучшите долгосрочное управление почвой за счет лучшего планирования севооборотов.

ЦУР 14. Жизнь под водой

• Разрешить увеличение пресноводного промысла за счет улучшения качества воды с помощью технологии аквакультуры.
• Уменьшите химический сток, загрязняющий океаны.

ЦУР 15. Жизнь на суше

• Содействовать более устойчивым земельным экосистемам за счет более продуманного использования сельскохозяйственных угодий и подхода к лесному хозяйству.

ЦУР 17. Партнерство для достижения целей

• Позволить компаниям сотрудничать, чтобы увеличить влияние на все ЦУР за счет улучшения доступности информации.

Барьеры на пути принятия

По мере развития цифрового сельского хозяйства будет крайне важно сделать технологию доступной как можно большему числу фермеров и внедрить ее таким образом, чтобы свести к минимуму негативное воздействие на тех, кто работает в этом секторе:

Данные и интеллектуальная собственность (ИС)

Чем больше совместной работы, такой как обмен данными, тем более сложными и полезными станут решения. Однако нет четкого консенсуса относительно того, как защищать данные или права ИС, и у уже успешных сторон меньше стимулов разрабатывать совместные технологии, которые могли бы помочь их конкурентам.

Доступ к данным может эволюционировать таким образом, чтобы он усиливал неравенство, а не стимулировал сотрудничество. Вполне возможно, что закрытые платформы и данные (а не технологии с открытым исходным кодом и открытые данные) могут создать экономические барьеры, препятствующие конкуренции и потенциально препятствующие получению выгод развивающимися рынками. Обеспечение того, чтобы информация использовалась в позитивном ключе, будет серьезной проблемой в области, которая еще не получила широкого понимания.

Влияние занятости

Сельское хозяйство и связанные с ним отрасли промышленности остаются одним из крупнейших в мире источников занятости. Поскольку эта технология способна снизить трудоемкость и обеспечить экономию рабочей силы на фермах, внедрение цифрового сельского хозяйства может привести к экономическим потрясениям в тех районах, где многие люди работают в этой отрасли.

Безопасность

Как и в других отраслях, которые все больше полагаются на цифровые системы, существует ключевая проблема безопасности. Если сельскохозяйственные системы будут полагаться на технологии, которые не являются достаточно безопасными, может возникнуть возможность для крупномасштабной, скоординированной сельскохозяйственной войны. Взлом систем управления, чтобы повредить росту урожая, загрязнение кормов и воды, манипулирование данными для сокрытия проблем-все это может быть использовано для нанесения ущерба урожаю и угрозы способности людей прокормить себя.

Случай для изменения

Тематические исследования, показывающие влияние цифровых подходов на основные культуры, по – прежнему редки, особенно те, которые показывают долгосрочные выгоды. Это затрудняет разработку бизнес-кейсов, демонстрирующих последовательные преимущества. Хотя это меняется, в краткосрочной перспективе это может препятствовать готовности фермеров к развертыванию технологий и, возможно, ограничивать возможности отдельных лиц по обеспечению инвестиций.

Затраты на разработку

Несмотря на снижение затрат, первоначальные затраты на разработку и внедрение в крупных сельскохозяйственных условиях могут быть непомерно высокими и препятствовать использованию и инновациям. Технология должна быть понята, получена, развернута, подключена и отслежена для создания эффективной системы, и эта единовременная стоимость, особенно в области, которая еще не получила широкого понимания или доказана, может стать значительным препятствием на несколько лет вперед.

Технические соображения

Поскольку цифровое сельское хозяйство представляет собой сложную систему технологий, необходимо четко определить дизайн и управлять интеграцией прорывных технологий, лежащих в его основе.

Ориентированный на пользователя дизайн

Технологическим компаниям часто бывает трудно понять точные потребности фермеров и оценить, насколько они "достаточно хороши" для повседневного использования. В краткосрочной перспективе это может привести к прогрессу, который не сможет удовлетворить ключевые потребности или создать сверхэффективные системы, которые являются неоправданно дорогими. Более тесные связи с фермерами и другими ключевыми заинтересованными сторонами и непрерывная коммуникация с конечными пользователями помогут обеспечить максимальную отдачу от инноваций.

Технологическая интеграция

Интегрированные системы цифрового сельского хозяйства часто опираются на ряд ранних, новых технологий-например, автономную робототехнику.

Связь

Интеграция цифровых сельскохозяйственных систем потребует надежной связи между полями, центрами обработки данных, конечными пользователями и другими звеньями цепочки поставок. Надежная связь в той или иной форме будет необходима для облегчения усыновления, но во многих частях сельского мира ее часто не хватает.

Включение новых бизнес-моделей

Цифровое сельское хозяйство может значительно повысить эффективность, а также создать новые рынки и возможности.

В отличие от большей части современного сельскохозяйственного оборудования, которое является одновременно большим и дорогим, продолжающееся снижение стоимости технологий и уменьшение размеров устройств означает, что цифровое сельское хозяйство должно быть существенно более доступным для населения в развивающихся странах. Это означает, что выгоды можно ощутить по всему земному шару и в странах, которые одновременно наиболее зависимы от сельского хозяйства и наиболее сложны для ведения сельского хозяйства.

Цифровое сельское хозяйство расширит возможности клиентов, предоставляя информацию об истории и безопасности пищевых продуктов в момент покупки. Она преобразует сельское хозяйство за счет более эффективного принятия решений, более точного управления и автоматизированных действий с использованием роботов и современных машин. В своих наиболее разрушительных проявлениях цифровое сельское хозяйство будет интегрировать системы по всей цепочке поставок, чтобы обеспечить лучший обмен информацией между поставщиками, дистрибьюторами, розничными торговцами, потребителями и вспомогательными отраслями.

Новые компании уже предлагают продукты и услуги, основанные на цифровых сельскохозяйственных технологиях. Тем не менее, признается, что одного оборудования уже недостаточно; главное-интегрировать это оборудование в системы, которые собирают правильные данные, используют алгоритмы, чтобы сделать эти данные пригодными для использования, и направляют использование сельскохозяйственного оборудования. Хотя в настоящее время существует множество индивидуальных решений, в будущем компании объединят их, чтобы создать новые разрушительные подходы.

Цифровое сельское хозяйство повлияет как на существующие бизнес-модели в этом секторе, так и создаст новые возможности. Более пристальное внимание к конечному потребителю, обеспечиваемое некоторыми технологиями, и постоянное снижение цен позволят экспериментировать и позволят мелким местным поставщикам быть более инновационными и исследовать новые приложения. Существующие предприятия, скорее всего, будут разрушены желанием потребителей быть ближе к фермеру и тем самым снизить издержки в процессе доставки продуктов с фермы на вилку.

Однако ни одна компания, похоже, не обладает всеми возможностями цифрового сельского хозяйства. Это означает, что успешные компании смогут определить свои основные возможности и работать над построением отношений в тех областях, где у них нет нужных навыков.

Цифровое сельское хозяйство позволит использовать ряд разрушительных рычагов бизнес-модели, определенных на веб-сайте проекта Breakthrough, в частности:

Более персонализированный продукт или услуга

Цифровые сельскохозяйственные технологии могут создать спрос на персонализированные услуги, когда продукты адаптируются к потребностям отдельных фермерских хозяйств.

Замкнутый процесс

Цифровые технологии сельского хозяйства позволят сократить использование химических веществ, уменьшить количество отходов и порчи, а также улучшить соответствие спроса и предложения.

Совместная экосистема

Цифровое сельское хозяйство позволит улучшить сотрудничество по всей цепочке поставок продовольствия. Это также создаст возможности для поставщиков цифровых сельскохозяйственных продуктов и услуг для отрасли.