用例:畜牧业中的数字双胞胎

2020年3月6日出版

农业面临着一系列新的问题,如劳动力短缺、养活日益增长的人口的压力和环境退化,这些问题正在影响动植物的健康,从而影响农业生产。将技术应用于农业操作和过程的亚博科技正迅速成为解决这些问题的解决方案。从提高生产力、加工效率和动物福利的角度来看,农业数字化投资是有利可图的。其中一种方法是数字双胞胎技术,但在畜牧业中还有待探索。这里提到的用例表明了该技术在畜牧业中的应用。

数字双胞胎是建立在人类知识和真实世界数据基础上的任何实物资产或系统的虚拟模型。该模型使用先进的分析,通常是基于人工智能(AI)的,以提供物理对手的重要信息和见解。通用电气、ABB和IBM等公司已经准备好了数字双平台,并已在制造业、汽车、能源公用事业和航空航天行业成功实施。

在亚博使用数字双胞胎有几个好处。它可以提高粮食产量和质量,防止粮食短缺。供应方面的分析表明,到目前为止,该技术尚未应用于畜牧业。这可能是企业探索和产生额外收入的一个商业机会。

用例:数字双胞胎如何在畜牧业中使用?
肉类生产和加工企业或单独或与初创企业合作,已经实现了数字化。

  • 爱尔兰初创公司Cainthus使用基于人工智能的计算机视觉来判断动物的健康状况。嘉吉,一家美国本土的全球农业公司,已经和它合作追踪牛的健康状况。
  • 美国初创企业Rex通过整理来自不同来源的事实和数据,开发了最大的牲畜遗传、性能和健康数据库。
  • Connecterra和Quantified AG提供监测牲畜健康的设备。

在畜牧业中应用数字双胞胎可以帮助:

  1. 了解健康的生长条件:使用数字双胞胎可以帮助肉类生产者、农场管理人员和育种者通过感知以下参数准确了解其牲畜的健康生长条件:
    • 要解决参数:妊娠激素、身体和肠道温度等。
    • 提要类型:摄食的质量和数量
    • 环境参数:温度、气体成分(氧气、氨、二氧化碳、周围硫化氢的存在)、湿度等。
  2. 发现疾病的发生:患病动物的临床症状可以通过传感器和/或计算机视觉检测到。数字双胞胎技术可以帮助识别患病动物,然后可以隔离并及时治疗。这项技术有助于降低发病率和死亡率,并防止人畜共患疾病,如H1N1、SARS、埃博拉和冠状病毒的传播。
  3. 研究引进新饲料的效果:农场管理人员可以模拟改变饲料类型或引入新的食物样本对动物的影响。在这些情况下,需要先前食物类型及其内容的附加信息作为数字双胞胎的输入。
  4. 研究栖息地对新品种的影响:数字双胞胎可以帮助理解任何新开发的品种对周围条件的变化,饲料,环境等的反应。

实现场景
在畜牧业实施数字双胞胎包括:

  • 数据收集,气体传感器、温度传感器、湿度传感器、摄像机、无人机等数据采集工具的使用;数据可以通过连接在动物身上或放置在动物周围的传感器收集
  • 〇分析和模拟分析收集的数据,以开发一个准确的模型,相关的实物资产和环境,可以根据最近的数据不断更新
  • 大数据,识别重要数据,以确保从大量收集的信息中保留必要的信息,并决定如何存储这些信息。
  • 数据可视化,为便于理解,数据和分析结果的表示;是2D还是3D

实现约束
该技术的有效实现需要各种组件的无缝集成。在通过它时可能存在某些限制:

技术限制

市场约束

  • 技术已经成熟。大规模实施过程中的集成问题可以通过使用集成api或采用ETSI等组织开发的物联网标准来克服。
  • 未来3-5年,随着5G、NB-IOT和LTE-M等连接技术的日益普及,网络可用性、速度和延迟(远程位置的一个制约因素)有望得到克服。
  • 没有大公司为畜牧业提供数字双胞胎解决方案。
  • 没有开发出嘉方以评估该技术在畜牧业的益处。
  • 目前还没有为畜牧业开发出将这项技术货币化的商业模式。

经济约束

法律的约束

  • 由于该技术尚未在畜牧业中实施,其经济效益不得而知。
  • 考虑到与投资相关的风险,只有多元化企业的公司更好地投资它。
  • 到目前为止,还没有关于牲畜数字双胞胎伦理使用的监管指导方针。
  • 如果在数字双胞胎系统中实现自动决策,其对动物的使用将受到法律的考虑。

下一个什么?
在全球范围内,人口呈爆炸式增长,目前的出生率为每秒2.5人。畜牧业已经在努力应对食品需求增加、消费者偏好改变以及对高质量食品的高需求等问题。为了解决这一问题,畜牧业公司和农场管理人员必须在制造业和农业领域采用先进技术。数字双胞胎是一种高质量的解决方案,它在畜牧业中的应用只是一个时间问题。将2021年作为实施年的预测并不太牵强。到2025年,它很可能被各大牲畜养殖公司所接受。因此,肉类生产、加工企业和农场管理者现在就应该采取行动,在他们的过程中拥抱数字化。作为第一步,这些公司可以进行技术经济分析,以衡量该解决方案的可行性,或确定适当的合作伙伴,以帮助他们在这一过渡。

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