ОБЪЕМНО-БЛОЧНЫЙ, АВТОНОМНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА: ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ В РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

VOLUMETRIC BLOCK-BASED, SELF-CONTAINED MODULE FOR AGRICULTURE: DESIGN AND OPERATIONAL FEATURES IN VARIOUS CLIMATIC CONDITIONS

Dmitriy Runov

4th year student, Faculty of Architecture, State University of Land Use Planning,

Russia, Moscow

Andrey Koshkin

scientific supervisor, Faculty of Architecture, Department of Construction, State University of Land Use Planning,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается объемно-блочный модуль для сельского хозяйства, его особенности, возможности применения в разных климатических условиях и эффективность использования. Изучаются два варианта реализации проекта – для южной и северной местности, учитывая специфику производства и требования к проживанию. Исследование включает анализ методов проектирования, эксплуатации и оценку производительности комплекса. В результате предлагается оптимальное решение для эффективного сельскохозяйственного производства в различных географических условиях. Объемно-блочная концепция сельского хозяйства обеспечивает ряд преимуществ, включая повышение урожайности, оптимизацию использования ресурсов и улучшение условий жизни работников. Она представляет собой перспективное направление развития сельскохозяйственной инфраструктуры, которое может сыграть ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого развития сельских территорий. Одним из перспективных направлений развития сельского хозяйства является роботизация процессов. Применение объемно-блочной концепции позволяет интегрировать сельскохозяйственных роботов в производственный процесс, повысить эффективность их работы и снизить затраты на производство. Например, использование беспилотных воздушных транспортных средств для посадки и ухода за культурами может существенно сократить время и трудозатраты на эти операции. Кроме того, применение автоматизированных систем управления и контроля на базе искусственного интеллекта позволяет оптимизировать распределение ресурсов, снизить потери и повысить качество продукции. Таким образом, роботизация объемно-блочного сельского хозяйства может стать ключевым фактором его развития и повышения конкурентоспособности.

Цель. Рассматривается объемно-блочный модуль для сельского хозяйства, его особенности, возможности применения в разных климатических условиях и эффективность использования.

Методы. Изучаются два варианта реализации проекта – для южной и северной местности, учитывая специфику производства и требования к проживанию. Исследование включает анализ методов проектирования, эксплуатации и оценку производительности комплекса.

Результаты. Предлагается оптимальное решение для эффективного сельскохозяйственного производства в различных географических условиях. Объемно-блочная концепция сельского хозяйства обеспечивает ряд преимуществ, включая повышение урожайности, оптимизацию использования ресурсов и улучшение условий жизни работников.

Выводы. Объемно-блочный подход к сельскому хозяйству представляет собой инновационное и перспективное направление в развитии сельскохозяйственной отрасли. Он обеспечивает ряд преимуществ, таких как повышение урожайности, оптимизация использования ресурсов и улучшение условий жизни работников. Роботизация процессов в рамках объемно-блочной концепции может стать ключевым фактором развития и повышения конкурентоспособности сельского хозяйства. Интеграция сельскохозяйственных роботов, применение беспилотных воздушных транспортных средств и автоматизированных систем на базе искусственного интеллекта могут существенно снизить затраты и повысить эффективность производства. Таким образом, объемно-блочный подход с учетом роботизации процессов может стать основой для обеспечения продовольственной безопасности, устойчивого развития сельских территорий и повышения качества жизни населения.

ABSTRACT

This article discusses the volumetric module for agriculture, its features and the possibility of using it in different climates.  It also examines the two options for project implementation for both southern and northern climates, taking into account the specificity of production and living requirements. The research includes an analysis of design methods, operation, and evaluation of complex performance. Finally, an optimal solution for effective agricultural production in different geographical conditions is proposed.  The volumetric concept provides a range of benefits, including increased crop yield, optimized resource utilization, and improved working conditions. It is a promising area in agricultural infrastructure development that can play a key role in ensuring food security and sustainable development of rural areas. One of the promising areas in agricultural development is the automation of processes. The use of volumetric concepts allows the integration of agricultural robots into the production process, increasing the efficiency of their work and reducing production costs. For example, the use of unmanned aerial vehicles for planting and caring for crops can significantly reduce the time and labor required for these operations. In addition, the use of automated control systems based on artificial intelligence allows optimizing the distribution of resources, reducing losses, and improving product quality.

Aim. This article discusses a volumetric-modular unit for agriculture, its features, application possibilities in different climatic conditions, and efficiency of use.

Methods. The study examines two variants of project implementation – for southern and northern areas, taking into account production specifics and living requirements. The study involves analysis of methods of designing, operating and evaluating the complex’s productivity.

Results. An optimal solution is proposed for effective agricultural production in various geographical conditions. Volumetric modular agriculture provides several benefits, including increased crop yields, optimized resource use, and improved living conditions for workers.

Conclusions. Volume-block approach to agriculture is an innovative and promising direction in the development of the agricultural sector. It provides several benefits such as increased crop yields, optimized resource use, improved living conditions for workers. Automation of processes within the volume-block concept can be a key factor in the development and competitiveness of agriculture.  Integration of agricultural robots, the use of unmanned aerial vehicles and automated systems based on artificial intelligence can significantly reduce costs and increase production efficiency. Thus, the volume-block approach, taking into account automation of processes, can become the basis for ensuring food security, sustainable development of rural territories and improving the quality of life of the population.

Ключевые слова: объемно-блочное сельское хозяйств; проектирование; эксплуатация; климатические особенности; повышение урожайности; оптимизация ресурсов; условия жизни; роботизация процессов; сельскохозяйственные роботы; беспилотные воздушные транспортные средства; автоматизированные системы; искусственный интеллект; продовольственная безопасность; устойчивое развитие; сельские территории.

Keywords: volume-block agriculture; design; operation; climatic features; increased crop yields; resource optimization; living conditions; process automation; agricultural robots; unmanned aerial vehicles; automated systems; artificial intelligence; food security; sustainable development; rural areas.

Введение

В современном мире сельское хозяйство является одной из ключевых отраслей экономики. Оно обеспечивает продовольственную безопасность, устойчивое развитие сельских территорий, но традиционные методы имеют ряд проблем. Низкая эффективность использования ресурсов, высокие затраты на производство, неблагоприятные условия труда - все это требует поиска новых подходов и технологий.

Один из таких подходов - объемно-блочное сельское хозяйство.

Это метод, предполагающий использование модульных блоков разного назначения. Они могут быть адаптированы под климатические условия, местные потребности и собраны на месте.

В статье рассматриваются особенности таких модулей. Это и их эффективность, и возможности применения. Немаловажны и перспективы роботизации этого процесса. Дополнительным снижением затрат на ресурсы, также является возможность использования местных строительных материалов.

Материалы и методы

Для изучения объемно-блочного метода сельского хозяйства был проведен анализ научных публикаций и исследований, посвященных данной теме. Также были использованы методы проектирования и моделирования объемно-блочных систем, позволяющие оценить их производительность и адаптивность к различным климатическим условиям.

Введение

В данной статье рассматривается автономный объемно-блочный метод в сельском хозяйстве, его преимущества и возможности применения в различных климатических условиях. Данный метод обеспечивает повышение урожайности, оптимизирует использование ресурсов и улучшает условия жизни работников.

Выявляется явная перспективность роботизации процессов в сельском хозяйстве. Применение объемно-блочной концепции позволяет внедрять сельскохозяйственных роботов и беспилотные транспортные средства для снижения трудозатрат и повышения эффективности производства.

Использование автоматизированных систем управления на основе искусственного интеллекта является еще одним направлением развития объемно-блочного сельского хозяйства. Это позволяет оптимизировать распределение ресурсов и улучшить качество продукции.

Таким образом, объемно-блочный метод представляет собой инновационный подход к развитию сельскохозяйственной отрасли, который может сыграть ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивом развитии сельских территорий.

В свое время: в прошлых столетиях и настоящем времени, многие специалисты в сфере строительства и архитектуры затрагивают тему объемно-блочного строительства.

Исследуя работы различных авторов, перекликая с архитектурно-строительными критериями и требованиями - возникает устойчивое мнение, что объемно -блочный подход в сельском хозяйстве демонстрирует ряд преимуществ: повышение урожайности, экономия ресурсов и улучшение условий труда. Он представляет собой перспективный метод развития сельскохозяйственной инфраструктуры и может сыграть ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности.

Важно отметить, что объемный блок обеспечивает гибкость и адаптивность к разным климатическим зонам, что позволяет максимально эффективно использовать природные ресурсы.

И в данном случае не важен аспект территориальной привязки. Ведь блоки могут собираться цельно в заводских условиях, с полностью автономной системой жизнеобеспечения, изначально адаптируясь под конкретное место застройки, с учетом мобильности в тех или иных критических ситуациях.

Транспортировка производится любым удобным и выгодным транспортным сообщением, удобнее всего по воздуху, исходя из своей мобильности и легкости.

Также на месте производится быстрый монтаж, с минимальными затратами человеческих и временных ресурсов.

Главным аспектом здесь является: автономность и самообеспечиваемость. Беспрерывная добыча и подача воды, тепла и иных жизненно-важных ресурсов. Для того в современных реалиях имеются различные технологии, такие как например:

• замкнутый цикл подачи электричества,
• холодильные, морозильные камеры;
• отопительная система;
• кондиционеры;
• бытовые приборы;
• насос (для доставки в здание воды из скважины);
• электроинструмент.
• и так далее.

Не учитывая расходуемые ресурсы, восполняемые периодическими поставками по воздуху (еда, одежда и т.д.).

Еще одним важным аспектом является возможность роботизации сельскохозяйственных процессов. Использование объемно-блочных конструкций позволяет интегрировать автоматизированные системы и сельскохозяйственных роботов, обеспечивая высокую эффективность работы и снижение затрат на производство.

В том числе, немаловажную роль здесь будет играть Искусственный интеллект. (ИИ) играет важную роль в роботизации сельскохозяйственных процессов, оптимизируя и автоматизируя различные задачи. Интеграция ИИ в сельскохозяйственных роботов позволяет повысить эффективность и точность выполнения работ, а также снизить затраты на ручной труд. С помощью технологий компьютерного зрения и машинного обучения ИИ способен анализировать большие объемы данных, полученных от сенсоров и датчиков, установленных на роботах.

Например, ИИ может использоваться для определения состояния посевов, обнаружения вредителей и болезней, а также для оптимизации распределения удобрений и воды. Кроме того, ИИ может быть использован для управления беспилотной авиацией, такой как дроны, для выполнения задач, таких как опрыскивание полей или мониторинг урожая.

В целом, интеграция ИИ в роботизацию сельскохозяйственных процессов обеспечивает значительные преимущества, включая увеличение урожайности, снижение затрат и улучшение экологической устойчивости. Это открывает новые возможности для устойчивого и эффективного сельского хозяйства в будущем.

В данной статье был рассмотрен автономный объемно-блочный метод в сельском хозяйстве, обсуждены его преимущества и возможность применения в различных климатических условиях. Такой метод позволяет повысить урожайность, оптимизировать использование ресурсов и улучшить условия жизни работников. Также была выявлена явная перспективность роботизации процессов в сельском хозяйстве и использования систем управления на базе искусственного интеллекта для оптимизации распределения ресурсов и улучшения качества продукции. Объемно-блочный метод можно считать инновационным подходом к развитию сельскохозяйственного сектора, который способен сыграть ключевую роль в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого развития сельских территорий.

Список литературы:

1. Ахмедов, С., Тивари, Г. (2018). Применение искусственного интеллекта в сельском хозяйстве: обзор. International Journal of Computer Applications, 173(1), c. 1-4.
2. Бансал, Д., Бансал, Р. (2021). Применение дистанционного зондирования и ГИС в сельском хозяйстве: Обзор. Spatial Information Researh, 29(2), с. 241-262
3. Дас, М. К., Дас, П. (2020). Роль искусственного интеплекта в точном земледелии. В Искусственном интеллекте для точного земледелия (стр. 3-18), под ред. Springer, Cham
4. Гупта, Р., Бхаргава, С. (2022) Роль робототехники в сельском хозяйстве: текущая ситуация и перспективы на будущее. В книге "Достижения в робототехнике" (стр. 417-442), под ред. Springer, Сингапур.
5. Харикришна, Р., Баскаран, В., Шарма, Р. К.
6. Касьянов В.Ф. Объемно-пространственные блоки в архитектуре. - М.: Стройиздат, 1985.
7.  Красновский А.С. Введение в теорию и практику объемного домостроения. - М.: АСВ, 2005.
8. Маклакова Т.Г. Архитектурно-планировочные решения жилых домов с использованием объемно- пространственных блоков. - Л.: ЛСИ, 1990.
9. Овсянников А.В. Проектирование и строительство зданий из объемных блоков. - М: Стройиздат, 2004.
10. Попов К.Н. Конструкции из объемных элементов. - М.: Высшая школа, 1975.
11. Рабинович В.И. Объемные блоки в жилищном строительстве. - М., 1967.
12. Розенберг А.Д. Автономные системы жизнеобеспечения в объемно-блочном строительстве. - СПб: Наука, 2009.
13. Соколов Л.А. Мобильные и быстромонтируемые системы в объемном домостроении. - М.