В статье рассматривается роль искусственного интеллекта (ИИ) в искусственном освещении применяемом для повышения эффективности сельского хозяйства. В настоящее время тепличные хозяйства широко применяют искусственное освещение, что связано с нехваткой естественного солнечного освещения в некоторых частях света. Различным типам растений требуются разные условия освещения (спектр). Спектральный состав излучения, при котором растение вырастает до своих максимальных размеров, называется оптимальным спектром роста (ОСР). Цель настоящего исследования заключается в использовании ИИ для оценки оптимального спектра излучения для заданного растения. Для освещения используются ОП на основе цветных СД, и их световая отдача интерпретируется с учётом различного сочетания режимов, а также выходного тока и температуры. Быстрые колебания освещённости, создаваемые амплитудно-импульсной модуляцией (АИМ), приводят к потере выходной мощности СД. Следовательно, между излучаемым светом и светом, фактически достигающим растения, существует определённая разница, которую необходимо учитывать. В настоящем исследовании применялись СД светильники с высоким индексом цветопередачи. Общая система была спроектирована таким образом, что при выращивании растения ИИ, используя обработку изображений и идентифицируя тип растения, настраивает подходящие именно ему параметры окружающей среды и системы освещения, а именно ОСР, температуру, влажность и т.д. Большая часть статьи посвящена результатам эксперимента. Для выбранного растения был вычислен ОСР, который использовался в качестве данных для обучения ИИ настраивать освещение, способствующее активному росту.
1. Schwarz, D., Thompson, A.J., Kläring, H-P. Guidelines to use tomato in experiments with a controlled environment // Frontiers in Plant Science, 2014, Vol. 5, # 625.
2. Li, Q., Kubota, C. Effects of supplemental light quality on growth and phyto-chemicals of baby leaf lettuce // Environmental and Experimental Botany, 2009, Vol. 67, # 59, 64 p.
3. Zwinkels, J. Light, Electromagnetic Spectrum, 2015.
4. Pinho, P., Halonen, L. Agricultural and horticultural lighting / In: Karlicek R, Sun CC, Zissis G, Ma R (eds) Handbook of advanced lighting technology, Springer, Switzerland, 2014, pp. 1–14.
5. Crawford, M.L., Williamson, P.S., Waliczek, T.M., Lemke, D.E., Hardy, T.B. Effects of Photosynthetically Active Radiation on Vegetative Growth of Texas Wild Rice and Consequences for Population Augmentation // HortScience horts, 2020, Vol. 55, # 7, pp. 1000–1004.
6. RohácŽek, K., Bertrand, M., Moreau, B., Jacquette, B., Caplat, C., Morant-Manceau, A., Schoefs, B. Relaxation of the non-photochemical chlorophyll fluorescence quenching in diatoms: kinetics, components and mechanisms // Phil. Trans. R. Soc., 2014, # 369, 20130241 p.
7. Möglich, A., Yang, X., Ayers, R.A., Moffat, K. Structure and function of plant photoreceptors // Annual Review of Plant Biology, 2010, # 61.
8. Smith, H. Light quality, photo-perception, and plant strategy // Annual Review of Plant Physiology, 1982, Vol. 33, pp. 1882–8.
9. Kitsinelis, S. Light sources: technologies and applications / CRC Press, Florida, 2011.
10. Shur, M.S., Žukauskas, A. Solid-state lighting: toward superior illumination // Proc Inst ElectrElectron Eng, 2005, Vol. 93, # 10, pp. 1691–1703.
11. Mitchell, C.A., Both, A.J., Bourget, C.M., Burr, J.F., Kubota, C., Lopez, R.G., Morrow, R.C. Runkle ESLEDs: the future of greenhouse lighting! // Chron Hortic, 2012, Vol. 52, pp. 6–10.
12. Schwend, T., Prucker, D., Peisl, S., Nitsopoulos, A., Mempel, H. The rosmarinic acid content of basil and borage correlates with the ratio of red and far-red light // Eur. J. Hortic. Sci., 2016, Vol. 81, # 5, pp. 243–247.
13. Nájera, C., Gallegos-Cedillo, V.M., Ros, M., Pascual, J.A. LED Lighting in Vertical Farming Systems Enhances Bioactive Compounds and Productivity of Vegetables Crops // Biology and Life Sciences Forum, 2022, Vol. 16, # 1, 24 p.
14. Franklin, K.A. Whitelam, G.C. Red: farred ratio perception and shade avoidance. // Light and plant development. Annual plant reviews, 2007, Vol. 30, pp. 211–234.
15. Dutta Gupta, S., Jatothu, B. Fundamentals and applications of light emitting-diodes (LEDs)in vitro plant growth and morphogenesis // Plant Biotechnol. Rep., 2013, Vol. 7, pp. 211–220.
16. Siemens, C.W. On the influence of electric light upon vegetation, and on certain physical principles involved // Proc R Soc London, 1880, Vol. 30, pp. 210–219.
17. Kim, H.H., Wheeler, R.M., Sager, J.C., Yorio, N.C., Goins, G.D. Light-emitting diodes as an illumination source for plants: a review of research at Kennedy Space Centre // Habitat (Elmsford), 2005, Vol. 10, pp. 71–78.
18. Bantis, F., Ouzounis, T., Radoglou, K. Artificial LED lighting enhances growth characteristics and total phenolic content of Ocimum basilicum, but variably affects transplant success // Scientia Horticulturae, 2016, Vol. 198, # 26, pp. 277–283.
19. Jagdale, S., Nimbalkar, P. Infiltration studies of different soil under different soil conditions and comparison of infiltration models with field data // International Journal of Engineering & Technology Sciences, 2012, Vol. 3, pp. 154–157.
20. Abhishek, S., Anil, K., Ravindra, S., Abhishek, T., Saumya, N., Abhishek, Y., Ashish, K.S. Effect on Organic Manure and Inorganic Fertilizers on Productivity Parameters and Quality Traits of Wheat (Triticum aestivum L.) under Central Plain Zone of Uttar Pradesh // International Journal of Environment and Climate Change, 2022, # 12, pp. 1197–1202.
21. Surukite Opeolu, O., Mautin Lawrence, O., Yemaren, A., Toluwalase, O., Oluwabusayo, A., Ene-Ezehi, S. Comparative Effects of Different Organic Manure on the Growth, Proximate, Mineral and Phytochemical Compositions of Launaea taraxacifolia (Wild.) Amin Ex. C Jeffrey (African Lettuce) // Journal of Plant Sciences, 2022, Vol. 17, pp. 144–155.
22. Van den berg, A., Berg, M. Health benefits of plants and green space: Establishing the evidence base // Acta Horticulturae, 2015, # 1093, pp. 19–30.
23. Shuping, D., Eloff, J. The Use of Plants to Protect Plants and Food Against Fungal Pathogens: A Review // African Journal of Traditional, Complementary and Alternative medicines, 2017, Vol. 14, pp. 120–127.
24. Shashi, P., Parshotam, K.A., Kuldeep, S.B., Shopat, R. Multi criteria decision making analysis to identify micronutrient deficiencies in Kinnow (Citrus reticulata Blanco) // Journal of Plant Nutrition, 2022.
25. Hari, R., Harwinder, K., Rajeev, S. Needbased nitrogen management of wheat through use of green seeker and leaf colour chart for enhancing grain yield and quality // Journal of Plant Nutrition, 2022, Vol. 45, # 17, pp. 2655–2671.
26. Meskini, F. Re: How can I convert light intensity in lux to micro moles per square meter per second of PAR? Retrieved from in 2014: https://www.researchgate.net/post/How-can-I-convert-light-intensity-in-lux-tomicro-moles-per-square-meter-per-second-of-PAR/54636162d3df3e00698b4623/

• Предыдущая статья
• Следующая статья

• оптимальный спектр роста
• амплитудная модуляция импульсов
• индекс цветопередачи
• искусственный интеллект