Aplicación de inteligencia artificial para modelar la condición del ambiente interno de invernaderos de polietileno
Autores: Bolandnazar, Elham; Sadrnia, Hassan; Rohani, Abbas; Marinello, Francesco; Taki, Morteza
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aplicación de inteligencia artificial para modelar la condición del ambiente interno de invernaderos de polietileno
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Predicción de temperatura
Modelado
Invernaderos agrícolas
Control
Desperdicio de energía
Rendimientos de cultivos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 46
Citaciones: Sin citaciones
La predicción y modelado precisos de la temperatura son críticos para la gestión efectiva de invernaderos agrícolas. Al optimizar el control y minimizar el desperdicio de energía, los agricultores pueden mantener condiciones ambientales óptimas, lo que conduce a una mejora en los rendimientos de los cultivos y a una reducción de las pérdidas financieras. En este estudio, se compararon varios modelos, incluidos la Regresión Lineal Múltiple (MLR), la Función de Base Radial (RBF) y la Máquina de Vectores de Soporte (SVM), para predecir la temperatura del aire en invernaderos. Se utilizaron parámetros externos, como la temperatura del aire (T), la humedad relativa (H), la velocidad del viento (W) y la radiación solar (S), como entradas para estos modelos, y la salida fue la temperatura interior. Los resultados mostraron que el modelo RBF con el algoritmo de aprendizaje LM (Levenberg-Marquardt) superó a los otros modelos, logrando el menor error y el mayor valor de coeficiente de determinación (R). El modelo RBF produjo valores de RMSE, MAPE y R de 1,32 grados Celsius, 3,23% y 0,931, respectivamente. Estos resultados demuestran que el modelo RBF con el algoritmo de aprendizaje LM puede predecir de manera confiable las temperaturas del aire en invernaderos para las próximas dos horas. El modelo de ANN puede aplicarse para optimizar la gestión del tiempo y reducir las pérdidas de energía, mejorando la eficiencia general de las operaciones en invernaderos.
Descripción
La predicción y modelado precisos de la temperatura son críticos para la gestión efectiva de invernaderos agrícolas. Al optimizar el control y minimizar el desperdicio de energía, los agricultores pueden mantener condiciones ambientales óptimas, lo que conduce a una mejora en los rendimientos de los cultivos y a una reducción de las pérdidas financieras. En este estudio, se compararon varios modelos, incluidos la Regresión Lineal Múltiple (MLR), la Función de Base Radial (RBF) y la Máquina de Vectores de Soporte (SVM), para predecir la temperatura del aire en invernaderos. Se utilizaron parámetros externos, como la temperatura del aire (T), la humedad relativa (H), la velocidad del viento (W) y la radiación solar (S), como entradas para estos modelos, y la salida fue la temperatura interior. Los resultados mostraron que el modelo RBF con el algoritmo de aprendizaje LM (Levenberg-Marquardt) superó a los otros modelos, logrando el menor error y el mayor valor de coeficiente de determinación (R). El modelo RBF produjo valores de RMSE, MAPE y R de 1,32 grados Celsius, 3,23% y 0,931, respectivamente. Estos resultados demuestran que el modelo RBF con el algoritmo de aprendizaje LM puede predecir de manera confiable las temperaturas del aire en invernaderos para las próximas dos horas. El modelo de ANN puede aplicarse para optimizar la gestión del tiempo y reducir las pérdidas de energía, mejorando la eficiencia general de las operaciones en invernaderos.