Искусственный интеллект и цифровые инновации в прецизионном аквакультуре: достижения, применения и перспективы

Интеграция ИИ, Интернета вещей (IoT) и больших данных революционизирует автоматизацию и предиктивное управление в аквакультуре. Передовые технологии, включая федеративное обучение, блокчейн и цифровые двойники, повышают оптимизацию процессов. Социально-экономические, инфраструктурные и регуляторные барьеры влияют на масштабное внедрение ИИ в аквакультуре. Сектор аквакультуры переживает быструю цифровую трансформацию, обусловленную ускоренным развитием технологий искусственного интеллекта (ИИ). В данном обзоре анализируется, как ИИ вместе с Интернетом вещей (IoT) и большими данными преобразует умные системы аквакультуры посредством интеллектуальной автоматизации, принятия решений в реальном времени и предиктивной аналитики. Методологии ИИ, такие как машинное обучение, глубокое обучение, модели с вниманием и гибридные алгоритмы, обеспечивают значительные улучшения в прогнозировании качества воды, обнаружении заболеваний, оптимизации кормления и анализе поведения. Обзор также рассматривает передовые инновации за пределами традиционных приложений ИИ, включая федеративное обучение, объяснимый ИИ (XAI), внедрение edge AI и перенос обучения (transfer learning), которые решают критические проблемы, связанные с масштабируемостью данных и систем в динамичных условиях аквакультуры. Особое внимание уделяется интеграции ИИ с системами IoT и разработке цифровых двойников для моделирования и оптимизации процессов аквакультуры с целью предиктивного управления. Кроме того, оценивается потенциал квантового ИИ и блокчейн-технологий в контексте перспективных устойчивых систем аквакультуры. Обзор также содержит критическую оценку социально-экономических барьеров, инфраструктурных ограничений, этических соображений и регуляторных пробелов, препятствующих широкому внедрению ИИ, особенно в сельских и ресурсно-ограниченных условиях. Этот анализ предлагает перспективную рамочную модель для разработки масштабируемых, устойчивых и ресурсостойких систем аквакультуры, усиленных технологиями ИИ следующего поколения.