Netoli laiko, kai žemės ūkis bus grindžiamas dirbtinio intelekto technologijomis, kurios jau aktyviai naudojamos įvairioms žemės ūkio pramonės problemoms spręsti. „Skoltech“tyrėjai atliko labai tikslią jautrumo analizę ir nustatė svarbiausius veiksnius, darančius įtaką įvairių pasėlių derliui Juodosios Žemės regione, tam panaudodami „Zhores“superkompiuterį.
Tyrimo rezultatai paskelbti Tarptautinės konferencijos apie skaičiavimo mokslą 2020 pranešimuose. Norint prognozuoti žemės ūkio augalų derlingumą visame pasaulyje, naudojami skaitmeniniai pasėlių formavimo modeliai, apibūdinantys dirvožemyje vykstančius procesus, klimato sąlygas ir pasėliai.
Modeliai kalibruojami ir prognozavimo kokybei pagerinti naudojami įvairūs įvesties duomenys, įskaitant informaciją apie aplinkos parametrus ir valdymo ypatybes žemės ūkyje. Tuo pačiu metu kai kuriose šalyse tokių modelių vartotojai neturi laisvos prieigos prie agrocheminių duomenų, o tai žymiai padidina kalibravimo išlaidas ir darbo intensyvumą.
„Skoltech“tyrėjų komanda, vadovaujama profesoriaus Ivano Oseledetso ir vyresniosios dėstytojos Maria Pukalchik, pasinaudojo vienu iš populiarių viešai prieinamų MONICA modelių ir rado būdą, kaip remiantis istoriniais duomenimis ir technologinių procesų modeliavimo rezultatais išryškinti svarbiausius derlingumą veikiančius veiksnius. Be to, naudojant „Skoltech“pavyzdinį superkompiuterį „Zhores“, mokslininkams pavyko padidinti skaičiavimų efektyvumą ir atlikti ne vieną skaičiavimo eksperimentą per dieną, o iki pusės milijono eksperimentų per valandą.
Tokio milžiniško skaičiavimo reikia norint atlikti kokybinę jautrumo analizę, siekiant nustatyti, kokiu mastu individualūs pradinių duomenų pokyčiai (pvz., Dirvožemio ar trąšų parametrai) daro įtaką pasėlių derliui.
Modeliavimui mokslininkai naudojo realius duomenis, gautus atliekant eksperimentinius cukrinių runkelių (Beta vulgaris subsp. Vulgaris), vasarinių miežių (Hordeum vulgare) ir sojos pupelių (Glycine max) sezoninės sėjomainos Juodosios Žemės regione laikotarpius nuo 2011 m. 2017 m. Pasirinkę šešis pagrindinius dirvožemio parametrus, mokslininkai atliko Sobolio jautrumo analizę (Ilja Sobolis yra rusų matematikas, pirmą kartą pasiūlęs šį metodą 2001 m.).
„Mūsų šalyje informacijos apie dirvožemį gavimas yra itin sunki problema. Deja, duomenys apie dirvožemio savybes ir derlingumą neskelbiami. Tačiau mes radome išeitį iš situacijos sureguliavę „Zhores“superkompiuterį, kad išspręstų šią problemą.
Dabar galime imituoti visus galimus variantus ir nustatyti svarbiausius derliaus parametrus, neatlikdami daug laiko ir brangių operacijų. Tikimės, kad mūsų pasiekimai prisidės prie tolesnio skaitmeninių technologijų diegimo Rusijos žemės ūkyje “, - sakė Maria Pukalchik.