Цифровые двойники в интенсивном аквакультуре — проблемы, возможности и перспективы

Технология цифровых двойников стала ключевой технологией, обеспечивающей переход к Индустрии 4.0. Цифровой двойник по сути представляет собой цифровое представление актива, которое обеспечивает лучшее понимание его динамики путем комбинирования априорных знаний системы в виде математических моделей с онлайн-данными, получаемыми с датчиков и приборов, установленных в самом объекте или рядом с ним. Хотя технология приобретает всё более широкое применение в различных промышленных, государственных и исследовательских секторах и в разных научных дисциплинах, её применение в аквакультуре по-прежнему находится в зачаточном состоянии. Тем не менее благодаря быстрому развитию технологических методов в аквакультуре всё больше компонентов, необходимых для создания цифрового двойника для этих целей, становятся доступными. Мы стремились исследовать эти возможности, сначала определив, что такое цифровой двойник — какие компоненты он должен содержать, как его следует строить, и описав уровни функциональных возможностей готового цифрового двойника. Следующим шагом стало изучение современного состояния различных необходимых компонентов и обеспечивающих технологий в аквакультуре, что позволило определить текущую базу для разработки технологии цифровых двойников в этом секторе. Затем мы разработали конкретные тематические примеры, в которых показано, как, сочетая существующие и разрабатывая новые технологические инструменты, можно представить разработку цифровых двойников для трёх областей практического значения: условия кислорода в морских загонах, рост рыбы в морских загонах и робототехника и операции транспортных средств внутри загонов. В заключение мы излагаем наши взгляды на потенциал технологии цифровых двойников как ключевого компонента для внедрения Индустрии 4.0 в аквакультуре и очерчиваем путь к достижению этой цели.