Синерготрон

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Синерготрóн (англ. synergotron) ― класс цифровых устройств закрытого типа для культивирования биологических объектов на основе программно-управляемой внутренней среды, облачной обработки информации и разработанного языка описания с обратной связью по параметрам влажности, состава культивационных сред, температуры, освещения, акустических воздействий, газового состава, движения воздуха и других.

История[править]

Синерготрон был разработан АНО «Институт стратегий развития». Исследования применения данного типа устройств начались в 2014 году.[1]

Первоначально синерготроном называлось автоматизированное устройство, предназначенное для проведения комплексных экспериментальных исследований в сфере сельскохозяйственного растениеводства. В 2017 году такое название получило автоматизированное устройство с дистанционным программным управлением, предназначенное для проведения комплексных экспериментальных исследований в сфере растениеводства.

С 2018 года синерготроном стали называть класс цифровых устройств закрытого типа для культивирования биологических объектов на основе программно-управляемой внутренней среды, облачной обработки информации и разработанного языка описания с обратной связью по параметрам влажности, состава культивационных сред, температуры, освещения, акустических воздействий, газового состава, движения воздуха и других, вне зависимости от времени года и климатических условий с существенной экономией ресурсов.

Начиная с 2018 года в России состоялся ряд научных конференций, посвящённых вопросам применения синерготронов в растениеводстве. Первая из них состоялась 31 мая 2018 года, в ней приняли участие ведущие научные сотрудники ФБГНУ ВИЛАР (Москва), ФБГНУ ВНИИ рапса (Липецк), ФБГНУ ВНИИ кормов им. Вильямса (МО, г. Лобня), филиала ФБГНУ ФНЦ овощеводства (МО, Раменский р-н), ФБГНУ ФНЦ овощеводства (МО, Одинцовский район), ГНЦ РФ ВИГРР им. Вавилова (СПб), ФБГНУ РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева (Москва).[2]

26 февраля 2019 года на заседании Президиума Российской академии естественных наук был сделан научный доклад на тему «Использование агробиотехносистем в производстве продукции растениеводства. Создание синерготронов — нового класса цифровых устройств закрытого типа».[3]

3 апреля 2019 года состоялось выездное совещание Секции растениеводства, защиты и биотехнологии растений Отделения сельскохозяйственных наук РАН на тему: «Рассмотрение нового класса цифровых устройств закрытого типа „синерготрон“ и оценка стратегических перспектив использования его для проведения фундаментальных и прикладных научных исследований в аграрной сфере».[4][5]

14 марта 2019 года в ходе Международной научной конференции «Economy &. Management innovations. AC-EMI-2019», прошедшей в Гонконге, был сделан доклад по применению инновационных цифровых устройств Синерготрон для решения социально-экономических проблем обеспечения населения крупнейших городов мира высококачественной растительной продукцией.

23 апреля 2019 года в Центральном доме учёных Российской академии наук был сделан доклад: «Создание нового поколения агробиосистем класса цифровых устройств — Синерготронов для проведения НИР. Инновационные технологии растениеводства».

Устройство синерготрона[править]

Использование облачно обработанной информации об условиях культивирования биологических объектов внутри синерготрона и их программное регулирование существенно отличает синерготрон от предыдущего класса устройств для выращивания растений ― фитотронов. Появилась возможность перейти от линейного управления ограниченным набором параметров среды к комплексному облачному управлению условиями культивировании биологических объектов на основе нелинейной математической модели с многомерной корреляцией. Тем самым впервые появляется возможность управления синергией параметров.[6]

Программное управление параметрами внутренней среды позволяет добиться максимальной реализации заложенной природой генетической информации, как правило, большей частью нереализуемой по причине расходования энергоресурсов конкретного объекта на адаптацию к стрессовым воздействиям. В синерготроне реализованы возможности проведения широкого спектра испытаний, моделирования и создания природной или искусственной программно-управляемой среды, активизации биологического потенциала объектов на основе применения цифровых технологий.

В отличие от открытых систем и фитотронов, обеспечение закрытости среды в синерготроне даёт возможность высокоточного управления параметрами культивирования в соответствии с периодами онтогенеза при ресурсном комплектном обеспечении до начала каждого цикла. Появляется возможность предотвратить проникновение в закрытое пространство различных ксенобиотических веществ, их распространение и накопление в конечной продукции. Можно отметить, что пользователи и обслуживающий персонал находятся вне рабочей камеры синерготрона и не подвергаются воздействию неблагоприятных условий, как в современных промышленных теплицах и фитотехнических комплексах.

Использование облачной системы хранения позволяет производить обмен информацией, в том числе о результатах экспериментов в любой точке Земли в режиме реального времени. Разработанный единый язык описания внутренних и внешних процессов культивирования биологических объектов упрощает обмен информацией о результатах экспериментов разными исследователями мира и позволяет формировать интеллектуальные системы знаний на основе ускоренного обмена информацией и самообучающихся нейронных сетей.

В целом синерготрон представляет собой универсальный многофункциональный исследовательский и производственный комплекс закрытого типа с облачной обработкой информации, позволяющий формировать интеллектуальные системы знаний о культивировании биологических объектов на основе ускоренного обмена информацией и самообучающихся нейронных сетей. Уровень получения и внедрения научных знаний соответствует шестому технологическому укладу.

Результаты научных исследований[править]

В синерготроне получены результаты по следующим направлениям:

  • эффективность регуляторов роста растений и биопрепаратов различного происхождения;
  • эффективность различных субстратов-почвозаменителей в закрытых системах;
  • эффективность различных составов питательных растворов;
  • влияние режимов освещения на растения в закрытых системах;
  • качество растительной продукции и её антиоксидантных свойств;
  • особенности дезинфекции закрытых систем для получения экологически безопасной продукции;
  • использование цифровых технологий (большие данные, блокчейн, искусственный интеллект, искусственные нейронные сети, облачные системы управления) для выработки оптимальных программ управления культивированием биологических объектов;
  • сокращение вегетационного периода за счет создания благоприятных условий культивирования биологических объектов;
  • оптимизация испытаний новых видов биологических объектов;
  • изучение отзывчивости биологических объектов на создаваемые стрессы при программном управлении условиями культивирования.

Литература[править]

  • Поверин Д. И. Синергопоника — новая технология выращивания томатов с использованием универсальных бионических модулей (УБИМ). // Товаровед продовольственных товаров. — 2014. — № 4. — С. 21-26. — ISSN 2074-9678
  • Поверин Д. И. Синерготрон — автоматизированное устройство, предназначенное для проведения комплексных экспериментальных исследований в сфере сельскохозяйственного растениеводства. // Товаровед продовольственных товаров. — 2017. — № 2. — С. 52-60. — ISSN 2074-9678
  • Зеленков В. Н., Верник П. А. Создание замкнутых агробиотехносистем на базе цифровых технологий — новые возможности научного познания культур клеток и высших растений. // Актуальная биотехнология — 2018 — № 3 (26). ISSN 2304-4691
  • Елисеева Л. Г., Осман Д. А. Формирование потребительских свойств овощных культур при выращивании в фитотронах методом синергопоники. // Церевитиновские чтения — 2018: материалы V Международной конференции. 23 марта 2018 г. — Москва: ФГБОУ ВО «РЭУ им. Г. В. Плеханова», 2018. — 180с. ISBN 978-5-7307-1374-1
  • Зеленков В. Н. Жизненный цикл и экология растений: регуляция и управление средой обитания в замкнутых агробиотехносистемах. Сборник научных трудов. Выпуск 1. // М.: Изд-во ТЕХНОСФЕРА, 2018. ISBN 978-5-94836-538-1
  • Технико-биологические испытания Синерготрона — цифрового устройства закрытого типа в растениеводстве. // Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные подходы и методы в защите растений» с 12 по 14 ноября 2018 года г. Екатеринбург. ISBN 978-5-7996-2527-6
  • Зеленков В. Н., Попов А. И., Латушкин В. В., Волков М. Ю., Елисеева Л. Г., Леонова И. Б. Разработка способов повышения биологической ценности продукции салата — латука при выращивании в замкнутой системе фитотрона и синерготрона ИСР-1. В сборнике: Теоретические и технологические основы биогеохимических потоков веществ в агроландшафтах. // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции приуроченной к 65-летию кафедры агрохимии и физиологии растений Ставропольского ГАУ. 2018. С. 277—280.
  • Зеленков В. Н., Латушкин В. В., Иванова М. И., Новиков В. Б., Поверина Н. В. Сравнительная оценка кокосового субстрата и минеральной ваты при культивировании салата листового и горчицы листовой в условиях замкнутой гидропонной системы фитотрона класса Синерготрон ИСР-1. // Актуальная биотехнология. 2018. № 3 (26). С. 442—446.
  • Bandurin V.V., Vernik P. A., Korshuk V. A. Using innovative digital Synergytron devices to solve socioeconomic problems of providing urban population with safe and high-quality plant products. // The EUrASEANs: journal on global socio-economic dynamics" Volume 2(15); March-April 2019. ISSN 2539 −5645
  • Экспериментальное моделирование экосистем для растений с использованием агробиотехносистемы класса Синерготрон ИСР-0.1. Тезисы XI международной научной конференции «Экология и цифровые, интеллектуальные агротехнологии: проблемы и решения», 15 мая 2019 г., Санкт-Петербург.
  • Влияние облучения в импульсном режиме на всхожесть и содержание антиоксидантов при проращивании семян нуга абиссинского в закрытой системе синерготрона ИСР-1.1. Сборник материалов V Международной научно-методологической конференции «Роль физиологии и биохимии в интродукции и селекции сельскохозяйственных растений», 15-19 апреля 2019, г. Москва.
  • Zelenkov V.N., Vernik P.A., Latushkin V.V. Creating closed technobioecosystems (synergotron class) as a modern direction of using digital technologies for the development of Agrarian Science and solving tasks of the agrarian-industrial complex of Russia // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 274 (2019) 012101 doi:10.1088/1755-1315/274/1/012101

Примечания[править]