園藝越來越受數據驅動，越來越多地使用數字技術創新，如云計算、物聯網、機器學習和機器人技術。
在阿姆斯特丹的綠色科技大會上，這一點非常明顯。例如，除了一項提名創新之外，其他所有提名創新都是數字數據解決方案。草莓收割機器人Berry獲得概念獎。其他被提名的產品包括數字昆蟲陷阱傳感器網絡(Trap-Eye)、室內農場自主種植系統(Gronos)和計算二氧化碳足跡的軟件工具(HortiFood Print計算器)。許多數字解決方案也受到大力推廣，例如:溫室無人機(PATS, Corvus)，番茄收獲機器人(機器人挑戰GRoW的獲勝者，en EGA Matic)，測量植物壓力的傳感器(Vivent)和葉片溫度傳感器(Sigrow)，數字表型傳感系統(Hiphen)，基于計算機視覺的產量預測(YieldComputer, ecoation)，自主種植系統(Blue Radix, ioCrops, Koidra)，等等。
圖1 園藝數字孿生
遠程成長與數字孿生
這些技術的發展正在從根本上改變園藝生產。種植決策可以基于實時數據和智能算法，而不是經驗豐富的種植者親自監控作物狀況(“通過四處走動進行管理”)。
通過所謂的“數字孿生”，種植者可以遠程監控和控制操作。這樣的虛擬孿生體是一個數字副本，例如，一個溫室連接到真實的溫室，并不斷更新。
數字孿生可以通過智能算法進行豐富，機器或機器人可以與之連接。因此，如果有(預期的)問題，種植者會通過數字孿生收到警報，他們可以在辦公桌后或智能手機上查看涉及的植物或機器來檢查溫室的情況。他們還可以使用“數字孿生”提前數字化模擬干預措施的效果，遠程采取最佳行動，然后檢查問題是否已經得到解決。
什么是數字孿生?
2012年，美國國家航空航天局(NASA)提出了“數字孿生”(Digital Twin)一詞，用于在一次任務中鏡像展示真實的太空飛行器的確切狀態。因此，從本質上講，數字孿生是近乎實時連接的物理對象的虛擬數字表示。這種表示可以是基本的，例如，一個帶有實時數據的溫室概覽，它也可以是一個現實的環境，例如，你可以虛擬地穿過溫室并查看3D植物。但所有“數字孿生”都具備以下5個特點:
時效性:數字孿生代表它的物理孿生(接近)實時，物理對象的變化(立即)被識別和同步，反之亦然;
保真度:數字孿生的可靠性和安全性必須是不容置疑的，允許盲目地相信數字孿生的決策;
集成性:數字孿生集成了來自物理對象的不同類型的數據，并確保其明確的表示;
智能化:數字孿生不僅反映對象數據，而且使用算法來描述、分析和預測物理對手的行為;
復雜性:數字孿生可以在不同的粒度級別上反映各種物理對象，包括從單個植物的基因到公司或價值鏈的園藝。
目前園藝領域的數字孿生主要集中在栽培上
盡管“數字孿生”一詞似乎是一個新的流行詞，但它是智能、數據驅動園藝的持續發展。實際上，數字孿生已經存在了，盡管它還沒有被這樣稱呼。瓦赫寧根大學(Wageningen University)的一篇文獻綜述顯示，大多數仍是相對基礎的數字孿生，專注于遠程監控。然而，更“先進”的數字孿生，如(近)實時預測，正在出現。
該研究的另一個結論是，數字孿生園藝目前主要集中在溫室的栽培管理方面的氣候、能源和照明，對于單個植物的數字孿生的研究仍然很少。
商業和栽培集成的數字孿生
然而，數字孿生本身并不是目的，而是改善業務結果的一種手段。因此，對于未來，可以設想一個分層的數字孿生體系，將公司、種植甚至單個植物結合在一起。出發點是一個具有實際和預期業務表現的管理座艙，例如交貨期、產品質量、損耗、成本價格和交付可靠性。
這些指標結合了來自不同來源的各種數據，包括ERP系統、溫室或田間自動化以及外部數據。智能算法允許模擬預期性能，例如，基于人工智能的需求預測。人們可以深入到具體的業務流程、位置、品種、生產批次等細節。
例如，在種植過程中，可以放大到溫室的數字孿生。在這個數字溫室中，種植者檢查相關地段的氣候和其他栽培條件，還可以查看該植物的生理特征(例如，壓力)，甚至這些批次中參考植物的數字孿生中的基因概況。
各種數字孿生通過智能決策工具來支持這種分析。這些工具會向種植者建議應采取的措施，例如，在溫室的A區和B區額外使用8000只掠食性螨來對付蜘蛛螨。在種植者批準后，數字孿生會指示無人機在正確的位置釋放準確數量的掠食性螨。
數字孿生溫室將根據預定的規范自主管理大部分的種植操作，這使得種植者可以專注于例外情況和種植的商業方面。
沒有集成的商業軟件，就沒有“分層”的數字孿生
數字孿生園藝虛擬化現在正在獲得發展動力，并將對生產力、效率、質量和可持續性產生重大影響。這次自動化溫室挑戰賽非常典型，在這次活動中，參賽團隊將根據傳感器數據和智能算法，完全遠程控制他們隔間里的種植。
今年贏家(生菜)的凈利潤幾乎比經驗豐富的種植者參照組高出30%。事實上，去年(圣女果)，所有隊伍的表現都明顯更好，而且獲勝者的凈利潤是原來的兩倍多!
數字孿生還可以獲取經驗豐富的園藝專家的知識，從而有助于解決綠色人才短缺的問題。此外，數字孿生是建立、擴大和管理國際生產站點的有力工具。
在不久的將來，數字孿生將越來越多地嵌入到企業管理中。因此，從公司到工廠，它們將更經常地由多個相互關聯的層次組成。當然這只有在基礎數據可靠的情況下才有可能實現。
對于從農場到植物的“分層”數字孿生，這不僅意味著種植和植物數據，還包括業務數據和外部數據。因此，集成良好的企業管理系統，與溫室和田間的自動化無縫配合，是至關重要的前提。