Отдел является единственным научным подразделением Агрофизического научно-исследовательского института, имеющим информационно-кибернетическую направленность и ведущего исследования в области современных информационных технологий.

     К таким технологиям относятся системы мониторинга состояния сельскохозяйственных угодий и управления агротехнологиями. Эти научные направления являются базовыми компонентами новой аграрной науки, которую можно назвать Агрокибернетикой.

     В конце 70-х и до середины 80-х годов прошлого столетия уже предпринимались попытки дать начало развития этой науке, но сначала экономические и политические реформы, а затем и последовавшие одна за другой реформы науки привели к полному и исчезновению первых ростков этого интересного и очень актуального научного направления. В сельскохозяйственных ВУЗах исчезли кафедры кибернетики и автоматизации, постепенно прекратился и выпуск инженеров по автоматизации сельскохозяйственного производства.

     Появление и дальнейшее развитие нового технологического направления, получившего наименование «Точное земледелие» (ТЗ), потребовало проведения интенсивных научных исследований в области агромониторинга и управления агротехнологиями, т.е. возобновления развития Агрокибернетики. Без ускоренного развития этой науки невозможно получить серьезной экономической отдачи от техники ТЗ, требующей серьезного научного основания для формирования оптимальных заданий и режимов для автоматизированных и роботизированных сельскохозяйственных машин.

     Разработка эффективных систем мониторинга продиктована тем, что само ТЗ включает в себя два вполне самостоятельных вида управления агротехнологиями. Первым из них является организационное управление, реализуемое менеджментом различного уровня. Здесь управляющие решения могут приниматься как специалистами сельскохозяйственных предприятий, и специалистами органов управления районного и регионального уровня. К таким решениям относятся выбор оптимальных сроков сева и уборки урожая, планирование объемов используемых ресурсов в межгодовом и внутрисезонном масштабе времени, оценивание и прогнозирование состояния сельскохозяйственных угодий, включая почвенного плодородия, размещение сельскохозяйственных культур по почвенно-климатическим зонам и отдельным полям.

     В период с 2002-го по 2025 гг. отдел 140 получил в области создания эффективных систем агромониторинга следующие уникальные научные результаты:

1. разработаны научные основы использования данных дистанционного зондирования (ДЗЗ) для оценивания параметров состояния посевов сельскохозяйственных культур и почвенной среды;
2. разработаны новые математическое модели параметров состояния посевов сельскохозяйственных культур и почвенной среды, используемые в задачах оценивания на основе данных ДЗЗ;
3. разработаны научные основы управления севооборотами и размещения сельскохозяйственных культур по почвенно-климатическим зонам и отдельным полям;
4. разработаны теоретические основы задач оптимального выбора дат сева и уборки урожая кормовых и зерновых культур;
5. разработаны теоретические основы оценивания и прогнозирования скрытых заморозков на поверхности сельскохозяйственных полей.

     Основные результаты исследований и разработки в области современных систем агромониторинга опубликованы в следующих работах:

• Михайленко И.М., Полуэктов Р.А., Якушев В.П. «Агромониторинг»: структура, функции, реализация. Доклады РАСХН, № 3, 2004, стр. 66-68.
• Михайленко И.М., Курашвили А.Е. Прогнозирование состояния травостоя в системе управления качеством кормов в молочном животноводстве. Вестник РСХА, 2008, № 2, стр. 10-13.
• Михайленко И.М., Тимошин В.Н., Данилова Т.Н. Математическое моделирование системы «почва-растение-атмосфера» на примере многолетних трав. Доклады российской академии сельскохозяйственных наук, № 4, 2009. с.61-64.
• Михайленко И.М. Новые направления моделирования в сельскохозяйственной биологии. Агрофизика, 2011. № 1, с.44-53.
• Михайленко И.М. Основные задачи оценивания состояния посевов и почвенной среды по данным космического зондирования. Экологические системы и приборы. 2011, № 8, с.17-25.
• Михайленко И.М. Новые направления моделирования в сельскохозяйственной биологии. Биологическая кибернетика. Lambert Academic Publishing, Германия, 2012, 160 с.
• Mikhailenko I.M. Assessment of crop and soil state using satellite remote sensing data. International Journal of Information Technology & Operations Management. Vol. 1, No. 5, August 2013, pp: 41-52, ISSN: 2328 - 8531.
• Михайленко И.М., Тимошин В.Н. Краткосрочное прогнозирование скрытых заморозков. 2014. Агрофизика. 2: 22-28.
• Михайленко И.М., Воронков И.В. Методы обнаружения сорняков, болезней и вредителей растений по данным дистанционного зондирования. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 3. С. 122–133.
• Михайленко И.М., Якушев В.П. Дистанционное зондирование Земли в сельскохозяйственной науке и практике. Вестник сельскохозяйственной науки. 2016. № 6, с.12-16.
• Михайленко И.М., Воронков И.В. Научно-методические и алгоритмические основы оценивания показателей продуктивности и фитосанитарного состояния посевов по данным дистанционного зондирования Земли. Агрофизика. 2016, № 1, с. 32-42.
• Михайленко И.М., В.Н. Тимошин. Управление сроками сева по данным дистанционного зондирования Земли. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 178–189.
• Михайленко И.М., В.Н. Тимошин. Принятие решений о дате заготовки кормов на основе данных дистанционного зондирования Земли и подстраиваемых математических моделей. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 164–175.
• Михайленко И.М., В.Н. Тимошин. Математическое моделирование и оценивание химического состояния почвенной среды по данным дистанционного зондирования Земли. Международный научно-исследовательский журнал. 2018. № 9. Часть 2. С. 26-38.
• Михайленко И.М. Развитие методов и средств применения данных дистанционного зондирования Земли в сельском хозяйстве. Тенденции развития науки и образования. 2018. № 41. С. 24-36.
• Михайленко И.М., Тимошин В.Н. Оценивание химического состояния почвенной среды по данным дистанционного зондирования Земли. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 18. № 4. С. 125–134.
• Mikhailenko I.M., Timoshin V.N. Development of a methodology for assessing the parameters of the state of crops and soil environment for crops according to remote sensing of the Earth. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science № 548 (2020) 052027.
• Михайленко И.М., Тимошин В.Н.Оценивание параметров состояния биомассы посева яровой пшеницы. Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2021. № 1. с.2-6.
• Mikhailenko I.M. Estimation of Parameters of Biomass State of Sowing Spring Wheat. Remote Sensing. 2022, Volume 14, Issue 6, 1388.
• Mikhailenko I.M. Estimation of the Parameters of the State of Agrocenoses Based on Remote Sensing Data. Journal of Modern Agriculture and Biotechnology. 2022. 1(3). 1-13.
• Mikhailenko I.M., Timoshin V.N. Development of the index paradigm in remote sensing of soil and vegetation cover. Pleiades Publishing, Ltd., 2023. ISSN 0010-9525, Cosmic Research, 2023, Vol. 61, Suppl. 1, pp. S98–S106.

     Отдел 140 во многом способствовал занятию лидирующего положения Агрофизическим институтом в современной аграрной науке в создании теории управления агротехнологиями. Основой этой теории является общая концепция управления, включающая в себя три основных уровня управления: стратегический, программный и реального времени. Стратегический уровень реализуется в годовом масштабе времени и позволяет управлять севооборотами сельскохозяйственных культур. Программный уровень реализуется в суточном масштабе времени и направлен на оптимизацию последовательностей технологических операций на одном вегетационном периоде. Такие последовательности называются управляющими программами, поэтому этот уровень управления называется программным. Первые два уровня по своему назначению и содержанию являются планирующими, т.е. формируются вне реального времени. Физически оптимальные управляющие программы формируются в реальном времени и в ТЗ представляют собой оперативные задания регуляторам рабочих органов автоматизированных и роботизированных сельскохозяйственных машин.

     Существенным развитием созданной теории стал переход от управления состоянием сельскохозяйственных культур к управлению состоянием агроценозов. При этом в управляющей программе кроме внесения минеральных удобрений и поливов, включены и обработки гербицидами.

     Важнейшим развитием теории управления агротехнологиями стала разработка принципов его интеллектуализация. При этом было доказано, что наиболее целесообразной формой интеллектуализации является переход к экспертным системам управления (ЭСУ). В таких системах оптимальные управляющие решения принимаются на основе база знаний (БЗ). При этом в разработанной теории такие БЗ формируются посредством разработанных алгоритмов управления. Для этого вся область возможных значений условий возделывания культуры разбивается на большое число малых зон, для каждой из которых формируются оптимальные управляющие решения, являющиеся элементами БЗ. Такая БЗ предоставляется пользователям системы ТЗ или по их запросам формируют централизованно оптимальные управляющие решения. Предложенный принцип интеллектуальности используется на всех трех уровнях управления.

     Все основные результаты в области теории управления агротехнологиями опубликованы в отечественных и зарубежных изданиях, среди которых следует выделить следующие монографии:

• Mikyailenko I.M. Intelligent Management of Agricultural Technologies in Precision Farming. Published by Scientific Research Publishing, Inc. ISBN: 978-1-64997-997-1. 210 P.
• Михайленко И.М. Теоретические основы и техническая реализация управления агротехнологиями. Изд. СпбГТУ. 2017. 250 с.
• Михайленко И.М. Управление системами точного земледелия. Изд. СПбГУ. 2005. 233 с.
• Михайленко И.М. Точное земледелие. Управление агротехнологиями. Учебное пособие для ВУЗов. Изд. Кнорус. 2025. 254 с.

А также следует выделить отдельные главы в следующих монографиях:

• Mikyailenko I.M.,Timoshin V.N. Control of the State of Agrocenosis and Soil Environment According to Remote Sensing Data. Chapter 6 of the Book «Cybernetics and Control Theory in Systems». 2024. pp. 1-18.
• Mikyailenko I.M., Timoshin V.N. Chapter 3. Study on Expert Strategic Management Systems in Precision Farming. Newest Updates in Physical Science Research. BP International. India. United Kingdom, 2021. pp. 34-44. eBook ISBN: 978-93-90149-81-0.

Новизна полученных результатов в области управления агротехнологиями подтверждается следующими патентами на изобретения:

• Михайленко И.М. Патент РФ №2264703, опубл. 27.11.2005, Бюл.№33. Способ автоматизированного управления формированием урожая.
• Михайленко И.М. Патент РФ №2321201, опубликовано 10.04.2008. Бюл. №10. Устройство и способ дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений.
• Михайленко И.М. Патент РФ №2415545, от 10 апреля 2011 г. Устройство для дифференцированного внесения жидких агрохимикатов.
• Михайленко И.М. Патент РФ № 2554986 от 3 июня 2015 г. Бюлл. №6. Способ приготовления биокомпоста из органических отходов и устройство для его реализации.
• Михайленко И.М. Патент РФ №2135856 от 3 июня 2015 г. Бюлл. №6. Устройство и способ дифференцированного внесения сыпучих агрохимикатов.
• Михайленко И.М. Патент РФ №2537912, опубл. 10.01.2015. Бюл. №1. Способ автоматизированного управления состоянием посевов.
• Михайленко И.М. Патент №2643258 от 31.01.2018. Способ и устройство одновременного дифференцированного внесения удобрений и сева.
• Михайленко И.М. Патент РФ №2650534 от 16.04.2018. Способ дифференцированного управления орошением посевов и устройство для его осуществления.
• Михайленко И.М. Патент РФ №2772889 от 26.05.2022. Способ одновременного дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений и гербицидов и устройство для его осуществления.

     По всем новым математическим моделям и алгоритмам по области управления агротехнологиями было зарегистрировано в Роспатенте 20 компьютерных программ.

     В настоящее время усилия ученых и специалистов отдела направлены на расширение возможностей разработанной теории оценивания состояния сельскохозяйственных угодий и управления агротехнологиями за счет включения в неё новых видов сельскохозяйственных культур и технологических приемов по их возделыванию.
Руководитель отдела: доктор технических наук Михайленко Илья Михайлович.
Контактные данные: (812) 535-00-22, labit@yandex.ru