डिजिटल नवाचार और कृषि का संयोजन कृषि दक्षता और स्थिरता को बढ़ाने के लिए कई अवसर प्रस्तुत करता है। इस क्षेत्र में सबसे आकर्षक तकनीकी प्रगति में से एक डिजिटल जुड़वाँ का अनुप्रयोग है। कृषि में डिजिटल जुड़वाँ खेती प्रणालियों, प्रक्रियाओं या उत्पादों के आभासी मॉडल को संदर्भित करते हैं। ये मॉडल, वास्तविक समय के डेटा के साथ लगातार अपडेट किए जाते हैं, जिससे किसानों को सटीक निर्णय लेने, प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने और भविष्य के परिणामों की भविष्यवाणी करने में मदद मिलती है।

डिजिटल जुड़वाँ को कृषि पद्धतियों में एकीकृत करके, किसान जटिल डेटा को देख सकते हैं, फसल की पैदावार पर विभिन्न विकल्पों के प्रभाव का अनुकरण कर सकते हैं, और अंततः संसाधनों का अधिक प्रभावी ढंग से प्रबंधन कर सकते हैं। यह दृष्टिकोण न केवल उत्पादकता में सुधार करता है बल्कि कृषि कार्यों की स्थिरता में भी महत्वपूर्ण योगदान देता है, जो पर्यावरणीय प्रभावों और परिचालन दक्षता दोनों को संबोधित करता है।
चूंकि कृषि जलवायु परिवर्तन, संसाधनों की कमी और खाद्यान्न की बढ़ती मांग की चुनौतियों का सामना कर रही है, इसलिए डिजिटल जुड़वाँ इन दबावों के तहत अनुकूलन और संपन्नता में एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में काम करते हैं। इस तकनीक का उपयोग कृषि वातावरण के भीतर जटिल अंतःक्रियाओं की गहरी समझ को बढ़ावा देता है, जिससे अधिक सूचित निर्णय और लचीली कृषि प्रणाली बनती है।

डिजिटल जुड़वाँ के साथ, कृषि पेशेवरों के पास अपने कार्यों की देखरेख और समायोजन करने की क्षमता है जो पहले कभी नहीं थी। यह उभरती हुई तकनीक खेती में ज्ञान के इस्तेमाल के तरीके को नया रूप दे रही है, पारंपरिक प्रथाओं से अधिक डेटा-संचालित, सटीक कृषि में बदलाव ला रही है।

पर्सेल और न्यूबॉयर (2022) ने नोट किया,

"डिजिटल ट्विन्स इस बात में एक आदर्श बदलाव का प्रतिनिधित्व करते हैं कि हम कृषि को कैसे गतिशील रूप से समझ सकते हैं और उससे बातचीत कर सकते हैं, यह एक आभासी प्रतिनिधित्व प्रदान करता है जो वास्तविक समय के डेटा से अद्यतन होता है"।

इस नवाचार के महत्व पर और अधिक जोर देते हुए, फ्राउनहोफर आईईएसई (2020) ने कहा,

"कृषि में डिजिटल जुड़वाँ की शुरूआत कृषि 4.0 की दिशा में एक महत्वपूर्ण प्रगति को दर्शाती है, जो साइबर-भौतिक प्रणालियों को कृषि प्रथाओं में एकीकृत करती है"।

ये अंतर्दृष्टि कृषि क्षेत्र पर डिजिटल जुड़वाँ के परिवर्तनकारी प्रभाव को रेखांकित करती है।

2. डिजिटल ट्विन्स क्या हैं?

डिजिटल ट्विन एक आभासी मॉडल है जिसे किसी भौतिक वस्तु, सिस्टम या प्रक्रिया को सटीक रूप से प्रतिबिंबित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह तकनीक विभिन्न उद्योगों में निर्णय लेने की प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए वास्तविक समय के डेटा, सिमुलेशन, मशीन लर्निंग और तर्क को एकीकृत करती है। किसी भौतिक वस्तु या सिस्टम को मिरर करके, डिजिटल ट्विन व्यवसायों को उत्पादों या प्रक्रियाओं के जीवनचक्र का अनुकरण, पूर्वानुमान और अनुकूलन करने की अनुमति देता है, बिना उनके साथ शारीरिक रूप से बातचीत किए।

डिजिटल ट्विन्स के मुख्य घटक

सेंसर और IoT डिवाइसये घटक अपने भौतिक समकक्षों से वास्तविक समय का डेटा एकत्र करते हैं। वे यह सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं कि डिजिटल ट्विन का डेटा भौतिक वस्तु या सिस्टम की वर्तमान स्थिति को दर्शाता है।
डेटा एनालिटिक्स प्लेटफ़ॉर्म: ये प्लेटफ़ॉर्म सेंसर द्वारा एकत्र किए गए डेटा को प्रोसेस और विश्लेषण करके जानकारी उत्पन्न करते हैं। वे उपयोगकर्ताओं को भौतिक समकक्ष के व्यवहार को समझने और भविष्यवाणी करने में सक्षम बनाते हैं, जिससे सूचित निर्णय लेने में सुविधा होती है।
सिमुलेशन मॉडल: सिमुलेशन मॉडल डेटा एनालिटिक्स द्वारा उत्पन्न अंतर्दृष्टि का उपयोग करके यह दर्शाते हैं कि भौतिक वस्तु या सिस्टम विभिन्न परिस्थितियों में कैसे व्यवहार करेगा। यह परीक्षण, अनुकूलन और पूर्वानुमान के लिए महत्वपूर्ण है।

उन्नत प्रौद्योगिकियों के साथ एकीकरण

उन्नत प्रौद्योगिकियों के साथ एकीकरण के माध्यम से डिजिटल जुड़वाँ को महत्वपूर्ण रूप से उन्नत किया गया है:

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) डिजिटल ट्विन और उसके भौतिक समकक्ष के बीच निर्बाध संचार को सक्षम बनाता है।

कृत्रिम होशियारी (एआई) और मशीन लर्निंग (एमएल) विभिन्न परिदृश्यों का अनुकरण करने और बदलती परिस्थितियों के अनुकूल होने के लिए पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण और अनुकूली शिक्षण क्षमताएं प्रदान करते हैं।

क्लाउड कंप्यूटिंग बड़े डेटा सेट और जटिल सिमुलेशन को संभालने के लिए आवश्यक मापनीयता प्रदान करता है।

 

उद्योग अनुप्रयोग और उदाहरण। डिजिटल जुड़वाँ को विभिन्न क्षेत्रों में लागू किया गया है:

  • स्वास्थ्य देखभालफाइजर जैसी कंपनियां दवा के विकास और परीक्षण के लिए डिजिटल ट्विन्स का उपयोग करती हैं, जिससे उन्हें बिना किसी भौतिक परीक्षण के विभिन्न परिदृश्यों में दवाओं के व्यवहार का अनुकरण करने की अनुमति मिलती है​ (डिजीट्विन्स कंसल्टिंग)​​ (एक्सबी सॉफ्टवेयर)​.
  • उत्पादनऑटोमोटिव और एयरोस्पेस जैसे उद्योगों में, डिजिटल जुड़वाँ उत्पादन प्रक्रियाओं और डिजाइन को अनुकूलित करते हैं, दक्षता में सुधार करते हैं और भौतिक प्रोटोटाइप की आवश्यकता को कम करते हैं।
  • शहरी नियोजन और बुनियादी ढांचाइनका उपयोग शहरों और बुनियादी ढांचा परियोजनाओं के मॉडल बनाने में किया जाता है, जिससे योजनाकारों को लेआउट को अनुकूलित करने और विभिन्न परिदृश्यों के प्रभावों की भविष्यवाणी करने में मदद मिलती है​ (थेल्स ग्रुप)​.

डिजिटल ट्विन्स के लाभ

डिजिटल जुड़वाँ के कार्यान्वयन से कई लाभ मिलते हैं:

  • उन्नत निर्णय-निर्माणविभिन्न परिस्थितियों में सिस्टम और प्रक्रियाएं कैसे काम करती हैं, इसका एक व्यापक दृष्टिकोण प्रदान करके, डिजिटल जुड़वाँ कंपनियों को अधिक सूचित निर्णय लेने की अनुमति देते हैं​ (मैटरपोर्ट)​.
  • दक्षता में वृद्धिवे प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने, पूर्वानुमानित रखरखाव के माध्यम से डाउनटाइम को कम करने और भौतिक प्रोटोटाइप की आवश्यकता को समाप्त करके लागत बचाने में मदद करते हैं​ (मैकिन्से एंड कंपनी)​.
  • बेहतर उत्पाद गुणवत्ता और नवीनताडिजिटल जुड़वाँ नए विचारों के अनुकरण और संभावित समस्याओं की पहचान होने से पहले ही उन्हें पहचानने की अनुमति देकर उत्पादों के निरंतर सुधार और नवाचार की सुविधा प्रदान करते हैं।

 

 भौतिक संपत्तियों का एक गतिशील डिजिटल प्रतिनिधित्व बनाकर, डिजिटल जुड़वाँ प्रणालियों की गहरी समझ को सक्षम करते हैं, परिचालन दक्षता को बढ़ाते हैं, और परिणामों की भविष्यवाणी में सुधार करते हैं, जैसा कि एग्रीमेट्रिक्स और शोधकर्ताओं पर्सेल और न्यूबॉयर जैसे स्रोतों द्वारा कहा गया है (मैटरपोर्ट)​.

 

3. डिजिटल जुड़वाँ कृषि और उपयोग के मामलों को कैसे बदल रहे हैं

कृषि में डिजिटल जुड़वाँ सूचना प्रौद्योगिकी और पारंपरिक कृषि पद्धतियों के प्रतिच्छेदन में एक महत्वपूर्ण विकास का प्रतिनिधित्व करते हैं। भौतिक कृषि परिसंपत्तियों के गतिशील, वास्तविक समय के आभासी मॉडल बनाकर - चाहे वे व्यक्तिगत पौधे हों, पशुधन, खेत या संपूर्ण पारिस्थितिकी तंत्र - डिजिटल जुड़वाँ कृषि कार्यों की गहन समझ और सटीक प्रबंधन की सुविधा प्रदान करते हैं। वे IoT सेंसर, उपग्रहों, ड्रोन और मौसम स्टेशनों सहित असंख्य स्रोतों से डेटा का लाभ उठाते हैं, और खेती में निर्णय लेने की प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए उन्नत एल्गोरिदम लागू करते हैं।

कृषि में डिजिटल ट्विन्स के उपयोग के मामले 

  1. परिशुद्ध कृषि और उपज अनुकूलन

सटीक कृषि के क्षेत्र में, डिजिटल जुड़वाँ अभूतपूर्व पैमाने पर डेटा को एकीकृत और विश्लेषण करके उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं। उदाहरण के लिए, फसल के खेतों के डिजिटल मॉडल विभिन्न मौसम परिदृश्यों के तहत फसल की उपज पर विभिन्न कृषि हस्तक्षेपों के प्रभाव का अनुकरण कर सकते हैं। यह पूर्वानुमान क्षमता किसानों को इस बारे में अधिक सूचित निर्णय लेने की अनुमति देती है कि कब रोपण, सिंचाई, खाद और कटाई करनी है। जैसा कि एग्रीमेट्रिक्स द्वारा उजागर किया गया है, डिजिटल जुड़वाँ के अनुप्रयोग ने

“फसल स्वास्थ्य की सटीक निगरानी और प्रबंधन, जिसके परिणामस्वरूप उपज में 20% की वृद्धि हुई,”

यह दर्शाता है कि डेटा-संचालित रणनीतियाँ किस प्रकार उत्पादकता और लाभप्रदता को सीधे तौर पर बढ़ा सकती हैं।
परिशुद्ध कृषि के बारे में अधिक पढ़ें.

  1. संसाधन प्रबंधन और स्थिरता

डिजिटल जुड़वाँ इष्टतम संसाधन उपयोग सुनिश्चित करके महत्वपूर्ण स्थिरता चुनौतियों का भी समाधान करते हैं। वे पानी और रसायनों के वितरण और उपयोग को अधिक कुशलता से प्रबंधित कर सकते हैं, अपवाह और खेती के पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकते हैं। मिट्टी की स्थिति और फसल के स्वास्थ्य की बारीकी से निगरानी करके, ये मॉडल आवश्यक पानी और पोषक तत्वों की सटीक मात्रा निर्धारित कर सकते हैं, जिससे अपशिष्ट में काफी कमी आती है और खेती के तरीकों की स्थिरता बढ़ती है।

  1. पशुधन प्रबंधन

पशुधन प्रबंधन में, डिजिटल जुड़वाँ पशुओं से जुड़े सेंसर के माध्यम से डेटा एकत्र करके स्वास्थ्य और उत्पादकता की निगरानी करने में मदद करते हैं। ये जुड़वाँ स्वास्थ्य समस्याओं की प्रारंभिक चेतावनी देने, पशु कल्याण में सुधार करने और मृत्यु दर को कम करने के लिए आंदोलन, व्यवहार और महत्वपूर्ण संकेतों को ट्रैक कर सकते हैं। यह तकनीक किसानों को व्यक्तिगत पशुओं की ज़रूरतों के अनुसार पशुपालन प्रथाओं को अनुकूलित करने में सक्षम बनाती है, जिससे उनके स्वास्थ्य और उत्पादकता को अनुकूलित किया जा सकता है।

  1. कृषि उपकरण और मशीनरी अनुकूलन

डिजिटल ट्विन्स का उपयोग कृषि मशीनरी और उपकरणों तक फैला हुआ है, जहाँ वे पूर्वानुमानित रखरखाव और परिचालन दक्षता की सुविधा प्रदान करते हैं। ट्रैक्टर और अन्य मशीनरी से डेटा का विश्लेषण करके, डिजिटल ट्विन्स यह अनुमान लगाते हैं कि उपकरण का कौन सा हिस्सा कब खराब होने की संभावना है और निवारक रखरखाव का सुझाव देते हैं। यह न केवल महंगे डाउनटाइम से बचने में मदद करता है बल्कि उपकरण के जीवन को भी बढ़ाता है।

 

  1. आपूर्ति श्रृंखला और बाजार पहुंच

व्यापक पैमाने पर, डिजिटल जुड़वाँ कृषि आपूर्ति श्रृंखला को सुव्यवस्थित करने में सहायता करते हैं। वे बाजार की मांग और आपूर्ति में उतार-चढ़ाव का अनुकरण कर सकते हैं ताकि किसानों को अपने फसल उत्पादन की योजना अधिक प्रभावी ढंग से बनाने में मदद मिल सके। यह उत्पादन को बाजार की मांग के साथ अधिक निकटता से जोड़ता है, अधिशेष और कमी को कम करता है, और लाभप्रदता में सुधार करता है।

  1. पर्यावरणीय प्रभाव और विनियामक अनुपालन

डिजिटल जुड़वाँ पर्यावरण निगरानी और विनियामक अनुपालन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे पर्यावरण नियमों और मानकों के विरुद्ध खेती की प्रथाओं को ट्रैक और सत्यापित कर सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि खेती की प्रथाएँ टिकाऊ हैं और स्थानीय और अंतर्राष्ट्रीय कानूनों के अनुरूप हैं।

  1. व्यापक डिजिटल पारिस्थितिकी तंत्र के साथ एकीकरण

अंत में, डिजिटल जुड़वाँ अलग-थलग होकर काम नहीं करते। वे अक्सर व्यापक डिजिटल पारिस्थितिकी तंत्र में एकीकृत होते हैं, जिसमें मौसम विज्ञान, जल विज्ञान और बाजार अर्थशास्त्र जैसे आसन्न क्षेत्रों से डेटा शामिल होता है। यह एकीकरण कृषि प्रबंधन के लिए एक समग्र दृष्टिकोण को सक्षम बनाता है जो न केवल उपज और लाभ को अधिकतम करने पर ध्यान केंद्रित करता है बल्कि भविष्य की पीढ़ियों के लिए संसाधनों को बनाए रखने पर भी ध्यान केंद्रित करता है।

जैसा कि डिजिटल ट्विन कंसोर्टियम सुझाता है,

डिजिटल जुड़वाँ कृषि प्रक्रियाओं में नवाचार के लिए आधारशिला के रूप में काम करते हैं, तथा जोखिम रहित प्रयोग के लिए एक मंच प्रदान करते हैं।

यह कृषि में डिजिटल जुड़वाँ के व्यापक मूल्य प्रस्ताव को समाहित करता है, तथा कृषि क्षेत्र में जोखिम न्यूनीकरण, नवाचार और निरंतर सुधार के लिए महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में उनकी भूमिका पर प्रकाश डालता है।

4. कृषि में डिजिटल ट्विन्स के केस स्टडीज़ और वर्तमान अनुप्रयोग

डिजिटल ट्विन कंसोर्टियम
डिजिटल ट्विन कंसोर्टियम कृषि सहित विभिन्न क्षेत्रों में डिजिटल ट्विन तकनीक के एकीकरण में अग्रणी है। उनका ध्यान खाद्य और पेय क्षेत्रों में चुनौतियों का समाधान करने, स्थिरता और आपूर्ति श्रृंखला दक्षता बढ़ाने के लिए डिजिटल ट्विन का उपयोग करने पर है। उत्पादन से लेकर उपभोग तक कृषि उत्पादों के जीवनचक्र का अनुकरण और विश्लेषण करके, कंसोर्टियम की पहल आपूर्ति श्रृंखलाओं को अनुकूलित करने, अपशिष्ट को कम करने और खाद्य सुरक्षा में सुधार करने में मदद करती है। ये डिजिटल ट्विन फसल की स्थिति की निगरानी और परिणामों की भविष्यवाणी करने, कृषि प्रक्रियाओं में नवाचार और जोखिम मुक्त प्रयोग को सुविधाजनक बनाने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

एग्रीमेट्रिक्स
एग्रीमेट्रिक्स ने खेती के तरीकों को बेहतर बनाने के लिए डिजिटल ट्विन्स का इस्तेमाल किया है। उन्होंने मृदा सेंसर, मौसम रिपोर्ट और सैटेलाइट इमेजरी से डेटा को एकीकृत करके गेहूं उत्पादन को अनुकूलित करने के लिए यूके में डिजिटल ट्विन्स को लागू किया है। यह व्यापक डिजिटल ट्विन मॉडल वास्तविक समय की निगरानी और परिदृश्य सिमुलेशन को सक्षम बनाता है, जिससे सटीक सिंचाई और निषेचन समायोजन की अनुमति मिलती है। इसका परिणाम उपज में उल्लेखनीय वृद्धि है, एग्रीमेट्रिक्स ने "उपज में 20% वृद्धि" की रिपोर्ट की है, जो फसल के स्वास्थ्य को बढ़ावा देने और संसाधन आवंटन को अनुकूलित करने में डिजिटल ट्विन्स की प्रभावशीलता को रेखांकित करता है। एग्रीमेट्रिक्स के बारे में.

इंटेलियास
इंटेलियास डिजिटल ट्विन तकनीक का उपयोग विभिन्न कृषि कार्यों को सुव्यवस्थित करने के लिए करता है, जिसमें क्षेत्र की निगरानी और जलवायु जोखिम प्रबंधन शामिल है। वे सटीक कृषि तकनीकों के माध्यम से कुशल, नियंत्रित कृषि वातावरण बनाने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। डिजिटल ट्विन का उपयोग करके, इंटेलियास किसानों को संसाधन उपयोग को अनुकूलित करने में सहायता करता है - जैसे कि पानी और उर्वरक - जिससे अपशिष्ट कम होता है और संधारणीय प्रथाओं को बढ़ावा मिलता है। उनके डिजिटल ट्विन मौसम प्रभाव पूर्वानुमान और जलवायु जोखिम प्रबंधन का भी समर्थन करते हैं, जिससे बेहतर फसल लचीलापन और उपज पूर्वानुमान सुनिश्चित होता है। इंटेलियास और डिजिटल ट्विन्स को क्रियान्वित करने के तरीके के बारे में अधिक पढ़ें।

सेकी
हालांकि मुख्य रूप से पवन टर्बाइनों के साथ अपने काम के लिए जाना जाता है, SEKAI डिजिटल ट्विन तकनीक को कृषि उपयोग के लिए कैसे अनुकूलित किया जा सकता है, इस बारे में मूल्यवान जानकारी प्रदान करता है। उनकी कार्यप्रणाली, जिसमें वास्तविक समय डेटा एकत्र करना और पूर्वानुमानित रखरखाव शामिल है, कृषि सेटिंग्स में फायदेमंद हो सकती है जहां फसल की सफलता के लिए उपकरण दक्षता और पर्यावरणीय स्थितियां महत्वपूर्ण हैं। यह अनुकूलन डिजिटल जुड़वाँ की बहुमुखी प्रतिभा और उनके शुरुआती अनुप्रयोगों से परे उनकी क्षमता को दर्शाता है।

ये केस स्टडीज़ कृषि में डिजिटल जुड़वाँ की परिवर्तनकारी क्षमता को प्रदर्शित करती हैं। विस्तृत विश्लेषण और सिमुलेशन के माध्यम से, डिजिटल जुड़वाँ कृषि पेशेवरों को उत्पादकता, स्थिरता और संसाधन दक्षता बढ़ाने के लिए उन्नत उपकरणों से लैस करते हैं, जो अधिक नवीन और लचीली कृषि प्रणालियों की दिशा में एक महत्वपूर्ण प्रगति को दर्शाता है।

 

कृषि में डिजिटल ट्विन की अवधारणा

5. खेती में डिजिटल ट्विन्स का चरण-दर-चरण कार्यान्वयन

कृषि में डिजिटल जुड़वाँ को लागू करना एक परिवर्तनकारी प्रक्रिया है जो खेती के भौतिक संचालन को प्रतिबिंबित करने और बढ़ाने के लिए उन्नत प्रौद्योगिकी का लाभ उठाती है। यह चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका अवधारणा से लेकर क्रियान्वयन तक डिजिटल जुड़वाँ को प्रभावी ढंग से लागू करने के तरीके पर विस्तृत मार्गदर्शन प्रदान करती है।

चरण 1: बुनियादी ढांचे की स्थापना

कृषि में डिजिटल जुड़वाँ के लिए बुनियादी ढांचे की स्थापना करना महत्वपूर्ण पहला कदम है, जिसमें आवश्यक हार्डवेयर और कनेक्टिविटी समाधानों की तैनाती शामिल है जो आपके डिजिटल जुड़वाँ सिस्टम की रीढ़ बनेंगे।

प्रमुख हार्डवेयर आवश्यकताएँ:

  • सेंसर: खेत में विभिन्न प्रकार के सेंसर लगाएं ताकि मिट्टी की नमी के स्तर, तापमान, पीएच स्तर और फसल स्वास्थ्य संकेतकों जैसे महत्वपूर्ण मापदंडों की निरंतर निगरानी की जा सके। ये सेंसर प्राथमिक डेटा संग्रह बिंदु बनाते हैं जो डिजिटल ट्विन सिस्टम में फीड होते हैं।
  • IoT डिवाइस: मजबूत IoT डिवाइस लागू करें जो सेंसर डेटा के निर्बाध संचरण की सुविधा प्रदान करते हैं। ये डिवाइस विविध कृषि वातावरण में काम करने में सक्षम होने चाहिए और मौसम की स्थिति और अन्य भौतिक व्यवधानों के प्रति लचीले होने चाहिए।
  • कनेक्टिविटी इंफ्रास्ट्रक्चर: वाई-फाई, लोरावान या सेलुलर नेटवर्क जैसी तकनीकों का उपयोग करके एक विश्वसनीय कनेक्टिविटी ढांचा स्थापित करें। इस बुनियादी ढांचे को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि खेत के विभिन्न बिंदुओं से एकत्र किए गए डेटा को वास्तविक समय में या बिना किसी नुकसान के निर्धारित अंतराल पर प्रसारित किया जाए।

चरण 2: डेटा संग्रह और प्रबंधन

खेती में डिजिटल जुड़वाँ की सफलता के लिए प्रभावी डेटा संग्रह और प्रबंधन सर्वोपरि है। यह कदम यह सुनिश्चित करता है कि खेत से आने वाला डेटा सटीक, समय पर और सुरक्षित तरीके से संभाला जाए।

डेटा प्रबंधन रणनीतियाँ:

  • डेटा अधिग्रहण प्रोटोकॉल: डेटा एकत्र करने की आवृत्ति और प्रभावी मॉडलिंग के लिए आवश्यक विशिष्ट डेटा बिंदुओं सहित डेटा एकत्र करने के तरीके के लिए स्पष्ट प्रोटोकॉल परिभाषित करें।
  • डेटा एकीकरण: डिजिटल ट्विन के डेटासेट को समृद्ध करने के लिए मौसम केंद्रों, कृषि उपकरणों और बाह्य डेटा सेवाओं सहित विभिन्न स्रोतों से डेटा को एकीकृत करें।
  • डेटा सुरक्षा और अखंडता: डेटा को अनधिकृत पहुँच से बचाने और इसकी अखंडता सुनिश्चित करने के लिए मज़बूत सुरक्षा उपायों को लागू करें। इसमें डेटा ट्रांसमिशन का एन्क्रिप्शन और सुरक्षित स्टोरेज समाधान शामिल हो सकते हैं।

चरण 3: मॉडल विकास और एकीकरण

डिजिटल ट्विन के लिए प्रभावी निर्णय लेने वाले उपकरण के रूप में कार्य करने के लिए भौतिक खेत का सटीक मॉडल विकसित करना आवश्यक है। इस मॉडल को वास्तविक समय के डेटा के साथ सहजता से एकीकृत किया जाना चाहिए और वर्तमान स्थितियों को प्रतिबिंबित करने के लिए गतिशील रूप से अपडेट किया जाना चाहिए।

मॉडलिंग तकनीकें:

  • सिमुलेशन मॉडल: विस्तृत सिमुलेशन मॉडल विकसित करें जो वर्तमान डेटा इनपुट के आधार पर भविष्य की कृषि स्थितियों की भविष्यवाणी कर सकें। इसमें विभिन्न मौसम स्थितियों और कीट आक्रमण परिदृश्यों के तहत फसलों के लिए विकास मॉडल शामिल हो सकते हैं।
  • मशीन लर्निंग मॉडल: अपने डिजिटल ट्विन की पूर्वानुमान सटीकता को बढ़ाने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करें। ये मॉडल अपने पूर्वानुमानों और परिचालन सुझावों को बेहतर बनाने के लिए ऐतिहासिक डेटा से सीख सकते हैं।

चरण 4: विश्लेषण और अनुप्रयोग

अंतिम चरण में एकत्रित आंकड़ों और मॉडल आउटपुट का विश्लेषण करना शामिल है, ताकि कृषि संचालन और उत्पादकता बढ़ाने वाले सूचित निर्णय लिए जा सकें।

विश्लेषणात्मक अनुप्रयोग:

  • पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण: पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण करने के लिए डिजिटल ट्विन का उपयोग करें जो फसल की पैदावार, कीट हमलों और संसाधन आवश्यकताओं का पूर्वानुमान करता है, जिससे सक्रिय कृषि प्रबंधन संभव हो पाता है।
  • वास्तविक समय में निर्णय लेना: वर्तमान कृषि स्थितियों के आधार पर सिंचाई समायोजन और संसाधन आवंटन जैसे तत्काल परिचालन निर्णय लेने के लिए डिजिटल ट्विन के वास्तविक समय के डेटा और गतिशील मॉडलिंग क्षमताओं का लाभ उठाएं।

फ़ायदे:

  • परिचालन दक्षता में वृद्धि: निरंतर निगरानी और पूर्वानुमानात्मक विश्लेषण के माध्यम से, डिजिटल जुड़वाँ कृषि परिचालन को सुव्यवस्थित करने, अपशिष्ट को कम करने और संसाधन उपयोग को अनुकूलित करने में मदद करते हैं।
  • फसल की पैदावार में वृद्धि: फसल के स्वास्थ्य पर प्रभाव पड़ने से पहले ही जोखिमों का पूर्वानुमान लगाकर और उन्हें कम करके, डिजिटल जुड़वाँ फसल की पैदावार और समग्र कृषि उत्पादकता में उल्लेखनीय सुधार कर सकते हैं।

कृषि में डिजिटल जुड़वाँ को लागू करना एक जटिल लेकिन लाभकारी प्रयास है जो खेती के कामों की दक्षता और उत्पादन को काफी हद तक बढ़ा सकता है। इन विस्तृत चरणों का पालन करके, किसान और कृषि प्रबंधक यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि वे इस अत्याधुनिक तकनीक की क्षमता का पूरा उपयोग करें।

6. चुनौतियाँ और विचार

कृषि में डिजिटल जुड़वाँ को लागू करने में तकनीकी, सुरक्षा और नैतिक मुद्दों के जटिल परिदृश्य को समझना शामिल है। खेती के संचालन को बढ़ाने में डिजिटल जुड़वाँ प्रौद्योगिकियों की प्रभावशीलता और अखंडता सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक पहलू को सावधानीपूर्वक प्रबंधित किया जाना चाहिए।

तकनीकी चुनौतियाँ
डिजिटल ट्विन्स की सफलता उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले डेटा की सटीकता और विश्वसनीयता पर निर्भर करती है। जैसा कि 2022 में पर्सेल और न्यूबॉयर ने उल्लेख किया था,

"डिजिटल जुड़वाँ की सटीकता एकत्रित किए गए डेटा की गुणवत्ता पर निर्भर करती है, जो विश्वसनीय मॉडल सुनिश्चित करने में एक महत्वपूर्ण चुनौती पेश करती है।"

इस समस्या से निपटने के लिए, सेंसरों का कठोर अंशांकन, सुसंगत डेटा सत्यापन अभ्यास, तथा विविध डेटा स्रोतों का एकीकरण, डेटा विफलता के किसी भी एक बिंदु को कम करने के लिए आवश्यक है।
सिस्टम एकीकरण भी एक महत्वपूर्ण बाधा प्रस्तुत करता है। यह सुनिश्चित करना कि विभिन्न तकनीकी घटक जैसे सेंसर, IoT डिवाइस, डेटा प्रबंधन प्लेटफ़ॉर्म और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस एक साथ सहजता से काम करते हैं, इसके लिए एक मॉड्यूलर सिस्टम डिज़ाइन की आवश्यकता होती है जो आसान रखरखाव और मापनीयता की अनुमति देता है।

साइबर सुरक्षा उपाय
संवेदनशील फ़ार्म डेटा के केंद्रीकरण के साथ, अनधिकृत पहुँच और साइबर खतरों से सुरक्षा के लिए मज़बूत साइबर सुरक्षा उपायों को लागू करना महत्वपूर्ण है। इसमें डेटा ट्रांसमिशन के लिए एंड-टू-एंड एन्क्रिप्शन, नियमित सुरक्षा ऑडिट और अंतर्राष्ट्रीय डेटा सुरक्षा विनियमों का पालन शामिल है। इसके अतिरिक्त, डेटा उल्लंघनों को रोकने और सिस्टम लचीलापन बढ़ाने के लिए साइबर सुरक्षा सर्वोत्तम प्रथाओं पर कर्मचारियों को प्रशिक्षित करना महत्वपूर्ण है।

नैतिक और गोपनीयता संबंधी चिंताएँ
डिजिटल ट्विन्स का उपयोग कृषि डेटा के स्वामित्व और उपयोग के बारे में महत्वपूर्ण प्रश्न उठाता है। जैसा कि 2020 में फ्राउनहोफर IESE के विशेषज्ञों द्वारा उजागर किया गया था,

"जबकि डिजिटल जुड़वाँ पर्याप्त लाभ प्रदान करते हैं, उन्हें किसानों के अधिकारों की रक्षा सुनिश्चित करने के लिए डेटा गोपनीयता और सुरक्षा पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है।"

यह सुनिश्चित करने के लिए कि किसान अपने डेटा पर स्वामित्व और नियंत्रण बनाए रखें, पारदर्शी डेटा प्रबंधन प्रथाओं और डेटा संग्रह से पहले सहमति प्रोटोकॉल के कार्यान्वयन शामिल हैं।

इसके अलावा, कृषि डेटा की गोपनीयता की रक्षा करना न केवल खतरों से इसे सुरक्षित रखने के बारे में है, बल्कि यह सुनिश्चित करना भी है कि इसका अनुचित तरीके से शोषण न हो। डेटा गुमनामी तकनीक और सख्त पहुँच नियंत्रण को लागू करना व्यक्तिगत गोपनीयता की रक्षा और दुरुपयोग को रोकने के लिए आवश्यक कदम हैं।

इन चुनौतियों से प्रभावी तरीके से निपटने के लिए एक संतुलित दृष्टिकोण की आवश्यकता है जो तकनीकी प्रभावकारिता, मजबूत सुरक्षा उपायों और नैतिक विचारों को प्राथमिकता देता है। इन मुद्दों को लगन से संबोधित करके, कृषि क्षेत्र किसानों के हितों और डेटा अखंडता की रक्षा करते हुए डिजिटल जुड़वाँ के परिवर्तनकारी लाभों का पूरी तरह से लाभ उठा सकता है। यह सावधानीपूर्वक विचार कृषि उद्योग में डिजिटल जुड़वाँ प्रौद्योगिकियों के व्यापक अपनाने को प्रोत्साहित करने और विश्वास को बढ़ावा देने में मदद करेगा।

7. कृषि में डिजिटल जुड़वाँ का भविष्य

कृषि में डिजिटल ट्विन प्रौद्योगिकियों के विकास को कृषि परिदृश्य को नया आकार देने में सक्षम एक परिवर्तनकारी शक्ति के रूप में तेजी से पहचाना जा रहा है। जैसे-जैसे ये प्रौद्योगिकियां उभरती प्रौद्योगिकियों जैसे कि एआई और स्वचालित प्रणालियों के साथ अधिक गहराई से एकीकृत होती हैं, निर्णय लेने, परिचालन दक्षता और स्थिरता को बढ़ाने की उनकी क्षमता काफी बढ़ जाती है।

तकनीकी प्रगति और एकीकरण

डिजिटल जुड़वाँ, कृषि कार्यों की डिजिटल प्रतिकृति बनाकर, भौतिक प्रक्रियाओं को उनके प्रबंधन और नियंत्रण से निर्बाध रूप से अलग करने की अनुमति देते हैं। यह क्षमता प्रत्यक्ष मैनुअल हस्तक्षेप के बजाय वास्तविक समय की डिजिटल जानकारी के आधार पर कृषि कार्यों के दूरस्थ प्रबंधन की सुविधा प्रदान करती है, जिससे अधिक सटीक और समय पर निर्णय लेने में मदद मिलती है। वर्दो और उनके सहकर्मी इस एकीकरण की परिवर्तनकारी प्रकृति पर जोर देते हैं:

"फार्म प्रबंधन के लिए केंद्रीय साधन के रूप में डिजिटल ट्विन्स का उपयोग करने से भौतिक प्रवाह को इसकी योजना और नियंत्रण से अलग करने में मदद मिलती है"।

जैसे-जैसे एआई तकनीकें और अधिक एकीकृत होती जाएंगी, डिजिटल जुड़वाँ कृषि में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे। पर्सेल और न्यूबॉयर इस प्रवृत्ति पर प्रकाश डालते हुए कहते हैं, "जैसे-जैसे एआई एकीकरण गहराता जाएगा, डिजिटल जुड़वाँ कृषि नवाचार की अगली लहर को आगे बढ़ाने में और भी महत्वपूर्ण बन जाएंगे"।

मापनीयता और वैश्विक प्रभाव

डिजिटल ट्विन्स की मापनीयता का मतलब है कि उनके लाभों को छोटे खेतों से लेकर बड़े कृषि उद्यमों तक बढ़ाया जा सकता है, जिससे वैश्विक कृषि पद्धतियों में सुधार होगा। यह मापनीयता न केवल परिचालन दक्षता में वृद्धि और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने का वादा करती है, बल्कि विभिन्न कृषि संदर्भों में संधारणीय प्रथाओं को व्यापक रूप से अपनाने का भी समर्थन करती है। फ्राउनहोफर आईईएसई के शोधकर्ता सुझाव देते हैं कि

"डिजिटल जुड़वाँ में भविष्य की प्रगति संभवतः उनकी पूर्वानुमान क्षमताओं को बढ़ाने और कृषि के अधिक पहलुओं में उनकी प्रयोज्यता का विस्तार करने पर केंद्रित होगी",

यह इस क्षेत्र में क्रांति लाने के लिए डिजिटल जुड़वाँ की विशाल क्षमता का संकेत है।

चुनौतियाँ और निरंतर प्रगति

हालांकि संभावनाएं आशाजनक हैं, लेकिन कृषि में डिजिटल जुड़वाँ की क्षमता को पूरी तरह से साकार करने की यात्रा चुनौतियों से रहित नहीं है। इन प्रणालियों की सटीकता डेटा की गुणवत्ता और एकीकरण क्षमताओं पर बहुत अधिक निर्भर करती है, जो वास्तविक दुनिया की स्थितियों को सटीक रूप से प्रतिबिंबित करने वाले विश्वसनीय मॉडल बनाने के लिए आवश्यक हैं। IoT और AI प्रौद्योगिकियों में निरंतर प्रगति इन चुनौतियों का समाधान करने, डिजिटल जुड़वाँ की पूर्वानुमान क्षमताओं को बढ़ाने और कृषि के सभी पहलुओं में उनकी प्रयोज्यता का विस्तार करने में महत्वपूर्ण है।

व्यापक अपनाने को प्रोत्साहित करना

कृषि क्षेत्र को डिजिटल ट्विन प्रौद्योगिकियों को सक्रिय रूप से अपनाने और एकीकृत करने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है। ऐसा करने से दक्षता और स्थिरता के नए आयाम खुलेंगे, जिससे क्षेत्र को अधिक उन्नत, परिशुद्धता-आधारित कृषि पद्धतियों की ओर अग्रसर किया जा सकेगा। डिजिटल ट्विन की परिवर्तनकारी क्षमता केवल परिचालन संवर्द्धन से आगे तक फैली हुई है; यह वैश्विक स्तर पर अधिक टिकाऊ और उत्पादक कृषि प्रणालियों की ओर एक क्रांतिकारी बदलाव का वादा करती है।

कृषि में डिजिटल ट्विन तकनीक को अपनाना न केवल तकनीकी एकीकरण में एक कदम आगे है, बल्कि एक ऐसे भविष्य की ओर एक महत्वपूर्ण छलांग है जहाँ खेती अधिक स्मार्ट, अधिक जुड़ी हुई और वैश्विक खाद्य प्रणाली की माँगों के साथ स्थायी रूप से संरेखित है। जैसा कि पर्सेल और न्यूबॉयर ने सटीक रूप से कहा है,

"डिजिटल जुड़वाँ को अपनाने से कृषि में क्रांतिकारी परिवर्तन हो सकते हैं, जिससे यह अधिक कुशल, टिकाऊ और लाभदायक बन सकता है"।

जैसे-जैसे यह प्रौद्योगिकी विकसित और अनुकूलित होती रहेगी, यह निस्संदेह अगली पीढ़ी की कृषि पद्धतियों को आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगी, तथा उन्हें तेजी से बदलते वैश्विक परिदृश्यों के प्रति अधिक संवेदनशील बनाएगी।

 

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