园艺越来越受数据驱动，越来越多地使用数字技术创新，如云计算、物联网、机器学习和机器人技术。
在阿姆斯特丹的绿色科技大会上，这一点非常明显。例如，除了一项提名创新之外，其他所有提名创新都是数字数据解决方案。草莓收割机器人Berry获得概念奖。其他被提名的产品包括数字昆虫陷阱传感器网络(Trap-Eye)、室内农场自主种植系统(Gronos)和计算二氧化碳足迹的软件工具(HortiFood Print计算器)。许多数字解决方案也受到大力推广，例如:温室无人机(PATS, Corvus)，番茄收获机器人(机器人挑战GRoW的获胜者，en EGA Matic)，测量植物压力的传感器(Vivent)和叶片温度传感器(Sigrow)，数字表型传感系统(Hiphen)，基于计算机视觉的产量预测(YieldComputer, ecoation)，自主种植系统(Blue Radix, ioCrops, Koidra)，等等。
图1 园艺数字孪生
远程成长与数字孪生
这些技术的发展正在从根本上改变园艺生产。种植决策可以基于实时数据和智能算法，而不是经验丰富的种植者亲自监控作物状况(“通过四处走动进行管理”)。
通过所谓的“数字孪生”，种植者可以远程监控和控制操作。这样的虚拟孪生体是一个数字副本，例如，一个温室连接到真实的温室，并不断更新。
数字孪生可以通过智能算法进行丰富，机器或机器人可以与之连接。因此，如果有(预期的)问题，种植者会通过数字孪生收到警报，他们可以在办公桌后或智能手机上查看涉及的植物或机器来检查温室的情况。他们还可以使用“数字孪生”提前数字化模拟干预措施的效果，远程采取最佳行动，然后检查问题是否已经得到解决。
什么是数字孪生?
2012年，美国国家航空航天局(NASA)提出了“数字孪生”(Digital Twin)一词，用于在一次任务中镜像展示真实的太空飞行器的确切状态。因此，从本质上讲，数字孪生是近乎实时连接的物理对象的虚拟数字表示。这种表示可以是基本的，例如，一个带有实时数据的温室概览，它也可以是一个现实的环境，例如，你可以虚拟地穿过温室并查看3D植物。但所有“数字孪生”都具备以下5个特点:
时效性:数字孪生代表它的物理孪生(接近)实时，物理对象的变化(立即)被识别和同步，反之亦然;
保真度:数字孪生的可靠性和安全性必须是不容置疑的，允许盲目地相信数字孪生的决策;
集成性:数字孪生集成了来自物理对象的不同类型的数据，并确保其明确的表示;
智能化:数字孪生不仅反映对象数据，而且使用算法来描述、分析和预测物理对手的行为;
复杂性:数字孪生可以在不同的粒度级别上反映各种物理对象，包括从单个植物的基因到公司或价值链的园艺。
目前园艺领域的数字孪生主要集中在栽培上
尽管“数字孪生”一词似乎是一个新的流行词，但它是智能、数据驱动园艺的持续发展。实际上，数字孪生已经存在了，尽管它还没有被这样称呼。瓦赫宁根大学(Wageningen University)的一篇文献综述显示，大多数仍是相对基础的数字孪生，专注于远程监控。然而，更“先进”的数字孪生，如(近)实时预测，正在出现。
该研究的另一个结论是，数字孪生园艺目前主要集中在温室的栽培管理方面的气候、能源和照明，对于单个植物的数字孪生的研究仍然很少。
商业和栽培集成的数字孪生
然而，数字孪生本身并不是目的，而是改善业务结果的一种手段。因此，对于未来，可以设想一个分层的数字孪生体系，将公司、种植甚至单个植物结合在一起。出发点是一个具有实际和预期业务表现的管理座舱，例如交货期、产品质量、损耗、成本价格和交付可靠性。
这些指标结合了来自不同来源的各种数据，包括ERP系统、温室或田间自动化以及外部数据。智能算法允许模拟预期性能，例如，基于人工智能的需求预测。人们可以深入到具体的业务流程、位置、品种、生产批次等细节。
例如，在种植过程中，可以放大到温室的数字孪生。在这个数字温室中，种植者检查相关地段的气候和其他栽培条件，还可以查看该植物的生理特征(例如，压力)，甚至这些批次中参考植物的数字孪生中的基因概况。
各种数字孪生通过智能决策工具来支持这种分析。这些工具会向种植者建议应采取的措施，例如，在温室的A区和B区额外使用8000只掠食性螨来对付蜘蛛螨。在种植者批准后，数字孪生会指示无人机在正确的位置释放准确数量的掠食性螨。
数字孪生温室将根据预定的规范自主管理大部分的种植操作，这使得种植者可以专注于例外情况和种植的商业方面。
没有集成的商业软件，就没有“分层”的数字孪生
数字孪生园艺虚拟化现在正在获得发展动力，并将对生产力、效率、质量和可持续性产生重大影响。这次自动化温室挑战赛非常典型，在这次活动中，参赛团队将根据传感器数据和智能算法，完全远程控制他们隔间里的种植。
今年赢家(生菜)的净利润几乎比经验丰富的种植者参照组高出30%。事实上，去年(圣女果)，所有队伍的表现都明显更好，而且获胜者的净利润是原来的两倍多!
数字孪生还可以获取经验丰富的园艺专家的知识，从而有助于解决绿色人才短缺的问题。此外，数字孪生是建立、扩大和管理国际生产站点的有力工具。
在不久的将来，数字孪生将越来越多地嵌入到企业管理中。因此，从公司到工厂，它们将更经常地由多个相互关联的层次组成。当然这只有在基础数据可靠的情况下才有可能实现。
对于从农场到植物的“分层”数字孪生，这不仅意味着种植和植物数据，还包括业务数据和外部数据。因此，集成良好的企业管理系统，与温室和田间的自动化无缝配合，是至关重要的前提。