Робототехника в сельском хозяйстве: виды и применения
Еще недавно использование роботов в сельском хозяйстве оставалось скорее в области разработок и казалась делом если и не слишком далекого, то будущего — как беспилотные такси или роботы-хирурги. Однако уже сейчас такие роботы применяются на практике — и в первую очередь для борьбы с сорняками. Это может стать перспективным решением в сельском хозяйстве, позволяющим уменьшить использование гербицидов и ухудшение качества почв. А в будущем роботы смогут массово собирать фрукты и овощи, перевозить их на пункты упаковки, сеять, находить заболевания и вредителей.
Сельское хозяйство быстро становится высокотехнологичной отраслью, которая привлекает новых специалистов, новые компании и новых инвесторов. Технология быстро развивается, не только способствуя производственным возможностям фермеров, но и продвигая робототехнику и технологии автоматизации.
Повысить рентабельность сельскохозяйственного производства возможно лишь за счет внедрения передовых технологий точного земледелия. В настоящее время на помощь спешат роботы, которые способны самостоятельно выполнять трудоемкие сельскохозяйственные операции. Перспективность развития данного направления на постсоветском пространстве можно объяснить существующими кадровыми проблемами на селе, недостаточной популяризацией сельского хозяйства как важного и модного вида деятельности, развиваемого в настоящее время последними достижениями науки и техники, такими как роботы, интернет вещи, обработка больших данных, использование беспилотной авиации.
В основе роботизации лежит необходимость значительно увеличить производственные урожаи. По оценкам ООН, численность населения в мире возрастет с 7,3 млрд. сегодня до 9,7 млрд в 2050 году. Потребуется гораздо больше продовольствия, и фермеры будут сталкиваться с серьезным давлением, чтобы не отставать от спроса.
Сельскохозяйственные роботы по-разному увеличивают производственные урожаи для фермеров. Технология от беспилотных летательных аппаратов, автономных тракторов до роботизированных комплексов внедряется в творческих и инновационных направлениях.
Сферы работы для сельскохозяйственных роботов
Сельскохозяйственные роботы автоматизируют медленные, повторяющиеся и монотонные задачи для фермеров, позволяя им больше сосредоточиться на улучшении общей производительности.
Можно выделить следующие задачи роботизации в сельском хозяйстве:
— мониторинг и прогнозирование
— снижение себестоимости сельхозпроизводства
— улучшение качественных показателей
— снижение экологической нагрузки сельхозпроизводства
— повышение конкурентоспособности средних и мелких сельскохозйственных производитель
— повышение безопасности с-х производства
— решение проблем с кадрами
— снижение издержек, связанных с недобросовестностью сотрудников
— расширение возможностей использования сельскохозяйственной техники — роботы могут быть всепогодными и работать в любое время суток.
Сбор является одним из самых популярных роботизированных направлений в сельском хозяйстве благодаря точности и скорости. Применяются для того, чтобы увеличить размер урожая и уменьшить количество отходов.
Однако эти направления могут столкнуться с трудностями в автоматизации. Например, роботизированная система, предназначенная для сборки сладкого перца, сталкивается с множеством препятствий. Системы зрения должны определять местоположение и спелость перца в суровых условиях, включая наличие пыли, меняющуюся интенсивность света, колебания температуры и движение, создаваемое ветром.
Но для сборки перца все еще требуется больше, чем усовершенствованные системы видения. Роботизированная рука должна ориентироваться в среде с большим количеством препятствий, чтобы деликатно схватить и поместить перец. Этот процесс очень отличается от выбора и размещения металлической детали на сборочной линии. Сельскохозяйственная роботизированная рука должна быть гибкой в динамичной среде и достаточно точной, чтобы не повредить перцы, когда их собирают.
Уборочные и собирающие роботы становятся очень популярными среди фермеров, но существуют десятки других инновационных способов, с помощью которых сельскохозяйственная отрасль развертывает автоматизацию роботов для повышения производительности.
Спрос на продовольствие опережает имеющиеся сельскохозяйственные угодья, и фермерам необходимо закрыть этот пробел и сельскохозяйственные роботы помогают им в этом.
Новые разработки
В апреле американский стартап Carbon Robotics представил свою разработку — робота для прополки полей. Внешне такой робот похож на небольшой автомобиль длиной 3 м и весом 4,3 тонны, а его способ борьбы с сорняками подошел бы для какого-нибудь фантастического фильма — робот медленно ездит по полю в поисках сорняков, а при обнаружении сжигает их лазером. По данным Carbon Robotics, этот робот может уничтожить до 100 тыс. сорняков в час.
Еще один производитель подобных роботов — американская компания FarmWise. На вид эти роботы похожи на свои аналоги из Carbon Robotics, но в этом случае для прополки используются не лазеры, а обычные лезвия. Тем не менее роботы, работающие на поле автономно, точно так же сами находят сорняки и уничтожают их.
Есть и роботы меньших размеров. Один из них — разработанный британской компанией Small Robot Company робот Dick, внешне похожий на большого (выше человеческого роста) паука. Dick работает на аккумуляторе от Tesla. Есть и другие подобные роботы — например, робот, созданный швейцарской Ecorobotix, занимается не прополкой, а применением гербицидов, но очень точечным.
Помимо роботов для прополки есть и много других вариантов применения роботов в сельском хозяйстве. Так, например, американская компания Iron Ox разработала роботизированную руку, которая сканирует растения в теплицах для отслеживания возможных заболеваний или вредителей.
Еще один стартап, Root AI, разработал робота Virgo, который может собирать помидоры, огурцы, перец и другие овощи. Такой робот с помощью определяет спелость плодов, а затем срывает их роботизированной рукой со специальным мягким захватом, который не должен их повредить.
В России компании Avrora Robotics и АгроБот разработали колесный беспилотный роботрактор и одноименное решение — комплексная беспилотная система управления, состоящая из «комплекта автоматизации» трактора, диспетчерского центра и ряда вспомогательных систем. Решение может применяться для автоматизации работ в сельскохозяйственной или коммунальной сфере.
Cognitive Technologies разрабатывает российский комплекс автоматизации Cognitive Agro Pilot (Когнитивный Агро Пилот). Также совместно с учеными ТУСУР, Томск, компания создала и запустила в мелкосерийное производство 4D-радары, способные определять высоту и форму объектов в любую погоду, при любой скорости движения и на различных дистанциях.
Решение адаптировано к сложным мелкоконтурным полям с переменным рельефом. Автоматика полностью справляется с вождением комбайна, не допуская столкновений с посторонними объектами, техникой, людьми и животными. Роботизированный комбайн не требует использования спутниковой навигации. Анализ внешней среды обеспечивает видеокамера и бортовой AI. Разработчики заявляют о росте эффективности уборки зерна примерно на треть по-сравнению с применением комбайнов, управляемых человеком.
Комплекс CAP (Cognitive Agro Pilot) может устанавливаться также на трактора или опрыскиватели.
“КБНЦ РАН” в Кабардино-Балкарии придумали и воплотили в реальность MultiAgroBot — семейство роботов, предназначенных для выполнения множества разнообразных агротехнических операций: собирать продукцию в открытом грунте и теплицах, выполнять пропашные и оросительные работы, транспортировать товар. Есть среди них культиватор-фитосанитар. Любопытно, что «тепличный» робот может сам определять степень зрелости овощей, отделять нужные и перевозить, сохраняя товарный вид, за пределы участка к указанному месту. При стоимости около 2,6 миллиона рублей он окупается уже со второго сезона.
Подводя итог, необходимо отметить, что роботизация сельскохозяйственного производства является уже вполне осязаемым процессом развития данной отрасли. Пройдет еще совсем немного времени — на смену управляемым операторами техническим средствам придут высокоточные и дисциплинированные машины, которые безукоризненно будут выполнять свои рабочие функции, никогда не потребуют прибавку к зарплате и не возьмут день за свой счет.
Робототехника в сельском хозяйстве: виды и применения
Еще недавно использование роботов в сельском хозяйстве оставалось скорее в области разработок и казалась делом если и не слишком далекого, то будущего — как беспилотные такси или роботы-хирурги. Однако уже сейчас такие роботы применяются на практике — и в первую очередь для борьбы с сорняками. Это может стать перспективным решением в сельском хозяйстве, позволяющим уменьшить использование гербицидов и ухудшение качества почв. А в будущем роботы смогут массово собирать фрукты и овощи, перевозить их на пункты упаковки, сеять, находить заболевания и вредителей.
Сельское хозяйство быстро становится высокотехнологичной отраслью, которая привлекает новых специалистов, новые компании и новых инвесторов. Технология быстро развивается, не только способствуя производственным возможностям фермеров, но и продвигая робототехнику и технологии автоматизации.
Повысить рентабельность сельскохозяйственного производства возможно лишь за счет внедрения передовых технологий точного земледелия. В настоящее время на помощь спешат роботы, которые способны самостоятельно выполнять трудоемкие сельскохозяйственные операции. Перспективность развития данного направления на постсоветском пространстве можно объяснить существующими кадровыми проблемами на селе, недостаточной популяризацией сельского хозяйства как важного и модного вида деятельности, развиваемого в настоящее время последними достижениями науки и техники, такими как роботы, интернет вещи, обработка больших данных, использование беспилотной авиации.
В основе роботизации лежит необходимость значительно увеличить производственные урожаи. По оценкам ООН, численность населения в мире возрастет с 7,3 млрд. сегодня до 9,7 млрд в 2050 году. Потребуется гораздо больше продовольствия, и фермеры будут сталкиваться с серьезным давлением, чтобы не отставать от спроса.
Сельскохозяйственные роботы по-разному увеличивают производственные урожаи для фермеров. Технология от беспилотных летательных аппаратов, автономных тракторов до роботизированных комплексов внедряется в творческих и инновационных направлениях.
Сферы работы для сельскохозяйственных роботов
Сельскохозяйственные роботы автоматизируют медленные, повторяющиеся и монотонные задачи для фермеров, позволяя им больше сосредоточиться на улучшении общей производительности.
Можно выделить следующие задачи роботизации в сельском хозяйстве:
— мониторинг и прогнозирование
— снижение себестоимости сельхозпроизводства
— улучшение качественных показателей
— снижение экологической нагрузки сельхозпроизводства
— повышение конкурентоспособности средних и мелких сельскохозйственных производитель
— повышение безопасности с-х производства
— решение проблем с кадрами
— снижение издержек, связанных с недобросовестностью сотрудников
— расширение возможностей использования сельскохозяйственной техники — роботы могут быть всепогодными и работать в любое время суток.
Сбор является одним из самых популярных роботизированных направлений в сельском хозяйстве благодаря точности и скорости. Применяются для того, чтобы увеличить размер урожая и уменьшить количество отходов.
Однако эти направления могут столкнуться с трудностями в автоматизации. Например, роботизированная система, предназначенная для сборки сладкого перца, сталкивается с множеством препятствий. Системы зрения должны определять местоположение и спелость перца в суровых условиях, включая наличие пыли, меняющуюся интенсивность света, колебания температуры и движение, создаваемое ветром.
Но для сборки перца все еще требуется больше, чем усовершенствованные системы видения. Роботизированная рука должна ориентироваться в среде с большим количеством препятствий, чтобы деликатно схватить и поместить перец. Этот процесс очень отличается от выбора и размещения металлической детали на сборочной линии. Сельскохозяйственная роботизированная рука должна быть гибкой в динамичной среде и достаточно точной, чтобы не повредить перцы, когда их собирают.
Уборочные и собирающие роботы становятся очень популярными среди фермеров, но существуют десятки других инновационных способов, с помощью которых сельскохозяйственная отрасль развертывает автоматизацию роботов для повышения производительности.
Спрос на продовольствие опережает имеющиеся сельскохозяйственные угодья, и фермерам необходимо закрыть этот пробел и сельскохозяйственные роботы помогают им в этом.
Новые разработки
В апреле американский стартап Carbon Robotics представил свою разработку — робота для прополки полей. Внешне такой робот похож на небольшой автомобиль длиной 3 м и весом 4,3 тонны, а его способ борьбы с сорняками подошел бы для какого-нибудь фантастического фильма — робот медленно ездит по полю в поисках сорняков, а при обнаружении сжигает их лазером. По данным Carbon Robotics, этот робот может уничтожить до 100 тыс. сорняков в час.
Еще один производитель подобных роботов — американская компания FarmWise. На вид эти роботы похожи на свои аналоги из Carbon Robotics, но в этом случае для прополки используются не лазеры, а обычные лезвия. Тем не менее роботы, работающие на поле автономно, точно так же сами находят сорняки и уничтожают их.
Есть и роботы меньших размеров. Один из них — разработанный британской компанией Small Robot Company робот Dick, внешне похожий на большого (выше человеческого роста) паука. Dick работает на аккумуляторе от Tesla. Есть и другие подобные роботы — например, робот, созданный швейцарской Ecorobotix, занимается не прополкой, а применением гербицидов, но очень точечным.
Помимо роботов для прополки есть и много других вариантов применения роботов в сельском хозяйстве. Так, например, американская компания Iron Ox разработала роботизированную руку, которая сканирует растения в теплицах для отслеживания возможных заболеваний или вредителей.
Еще один стартап, Root AI, разработал робота Virgo, который может собирать помидоры, огурцы, перец и другие овощи. Такой робот с помощью определяет спелость плодов, а затем срывает их роботизированной рукой со специальным мягким захватом, который не должен их повредить.
В России компании Avrora Robotics и АгроБот разработали колесный беспилотный роботрактор и одноименное решение — комплексная беспилотная система управления, состоящая из «комплекта автоматизации» трактора, диспетчерского центра и ряда вспомогательных систем. Решение может применяться для автоматизации работ в сельскохозяйственной или коммунальной сфере.
Cognitive Technologies разрабатывает российский комплекс автоматизации Cognitive Agro Pilot (Когнитивный Агро Пилот). Также совместно с учеными ТУСУР, Томск, компания создала и запустила в мелкосерийное производство 4D-радары, способные определять высоту и форму объектов в любую погоду, при любой скорости движения и на различных дистанциях.
Решение адаптировано к сложным мелкоконтурным полям с переменным рельефом. Автоматика полностью справляется с вождением комбайна, не допуская столкновений с посторонними объектами, техникой, людьми и животными. Роботизированный комбайн не требует использования спутниковой навигации. Анализ внешней среды обеспечивает видеокамера и бортовой AI. Разработчики заявляют о росте эффективности уборки зерна примерно на треть по-сравнению с применением комбайнов, управляемых человеком.
Комплекс CAP (Cognitive Agro Pilot) может устанавливаться также на трактора или опрыскиватели.
“КБНЦ РАН” в Кабардино-Балкарии придумали и воплотили в реальность MultiAgroBot — семейство роботов, предназначенных для выполнения множества разнообразных агротехнических операций: собирать продукцию в открытом грунте и теплицах, выполнять пропашные и оросительные работы, транспортировать товар. Есть среди них культиватор-фитосанитар. Любопытно, что «тепличный» робот может сам определять степень зрелости овощей, отделять нужные и перевозить, сохраняя товарный вид, за пределы участка к указанному месту. При стоимости около 2,6 миллиона рублей он окупается уже со второго сезона.
Подводя итог, необходимо отметить, что роботизация сельскохозяйственного производства является уже вполне осязаемым процессом развития данной отрасли. Пройдет еще совсем немного времени — на смену управляемым операторами техническим средствам придут высокоточные и дисциплинированные машины, которые безукоризненно будут выполнять свои рабочие функции, никогда не потребуют прибавку к зарплате и не возьмут день за свой счет.
На полях роботы с российскими мозгами
Искусственный интеллект (ИИ) становится важнейшим инструментом для решения глобальных проблем, от него во многом зависит выживание человечества, а Россия уже стала фактическим мировым лидером в сфере разработки ИИ. Об этом изданию «Инвест-Форсайт» в своем интервью рассказала Ольга Ускова, генеральный директор Cognitive Pilot — компании, претендующей на лидирующие позиции в сфере разработки ИИ для так называемого “умного земледелия”, включающего беспилотный транспорт и сельскохозяйственную технику.
В зоне Life-critical ИИ
— Ольга, можно ли сказать, что искусственный интеллект в современной экономике перестал быть экзотикой?
— По большому счету, искусственный интеллект — естественный этап развития высокотехнологичной отрасли. Это выход разработок на следующий уровень. Это некая новая веха. Искусственный интеллект пронизывает все отрасли, без него современные системы уже не создаются. То есть если мы создаем систему роботизированного управления транспортом или предприятием, если вообще говорим про автоматизацию, мы уже подразумеваем, что там содержатся элементы искусственного интеллекта. Искусственный интеллект — это необходимая часть современного процесса автоматизации.
— А в вашей компании сейчас какие наиболее крупные проекты реализуются в сфере искусственного интеллекта?
— Искусственный интеллект можно разделить на две группы. «Лайт» — это общие подходы, поисковые системы, советчики, боты и т.д. и так называемый «Life-critical искусственный интеллект» — системы, от которых зависят жизни людей. Cognitive Pilot занимается именно этой зоной. Системы автономного транспорта — это «Life-critical искусственный интеллект», потому что здесь в случае ошибки системы могут погибнуть люди.
Сейчас мы сосредоточены на трех отраслях. Это Cognitive Agro Pilot — системы искусственного интеллекта и производство комплексов искусственных мозгов для беспилотного транспорта сельхозназначения. Это Cognitive Rail Pilot — все для рельсового транспорта от железных дорог до общественного транспорта, типа трамвая и метро. И как отдельное направление — оно входит в первые два, но имеет отдельную продуктовую направленность — производство специализированных сенсоров для этих систем, которые фактически являются аналогом и заменой непрактичных лазерных датчиков типа лидаров: это радары, мини-радары и 4D-имиджинг-радары; линейка сенсоров, которая предназначена для предоставления данных системам искусственного интеллекта.
— Конкурируя с лидарами, вы запустили собственное производство?
— Да, мы открыли робофабрику в Томске. Там не только сенсоры, но и вычислительные блоки для агророботов, и модули видеокамер для автономных локомотивов. Запуск производства был в этом году, сейчас оно уже обслуживает два направления, российский и китайский проект. Наверное, не очень много у нас в стране, да и в мире, площадок производства начинки для беспилотного транспорта и ее экспорта за рубеж.
На робофабрике в Томске завершается сборка очередного блока камер для автономного локомотива
— Насколько перспективными вам кажутся проекты в сфере медицинского искусственного интеллекта?
— Если ранжировать по уровню важности и срочности, с точки зрения решения стоящих перед нами глобальных проблем, я бы выделила три ключевых направления приложения ИИ. Медицина, конечно, во-первых, потому что тут речь о здоровье, о скорости выпуска вакцин для решения вопросов эпидемиологической опасности. Если говорить о вакцине от института Гамалеи, конечно, без искусственного интеллекта ученым бы не удалось выпустить готовый продукт в такие сроки. Я знаю, что к ним много претензий по поводу скрупулезности соблюдения порядка испытаний, но, мне кажется, когда идет война, а мы сейчас имеем войну человечества с вирусом, это всегда так. Вакцине я лично доверяю, я ею уже привилась. У меня целая группа сотрудников компании участвовала в добровольческой программе. Просто мы считаем, что вакцинация на текущий момент — единственный выход из этого пандемического кошмара. Я на текущий момент знаю порядка 240 человек, которые прошли вакцинацию в рамках этих испытаний, у всех пока все нормально: образовались антитела.
Роботы осваивают целину
— Вы говорили о трех первоочередных направлениях приложения ИИ…
— Второе направление — вопросы мировой продовольственной безопасности. Из-за резкого увеличения численности населения в мире голодает более 10 млн чел. Вы видите, что творится с ценами на продовольствие. Биржевые позиции по пшенице бьют все рекорды. Мой американский коллега недавно сказал, что на месте России сейчас бы привязывал внутренний курс не к нефти, а к пшенице, как это было в царской России.
И я с ним согласна.
— Какая же здесь роль искусственного интеллекта?
— Последние 60 лет мировая агроактивность ведется на одних и тех же территориях. Это обуславливает истощение почв. Говорить про качество и экологичность продовольственного сырья, которое получают, например, в Европе, просто не приходится, потому что почва истощена. За много-много сотен лет одного и того же агропроизводства количество химии, которая вкачана в почву, чтобы земля продолжала приносить плоды, уже таково, что качество самих продуктов, как бы они ни были красивы, высоким быть не может. Все разговоры про ГМО довольно смешны, потому на истощенных землях могут производиться чисто химические продукты, и это попадает в нашу кровь.
Но освоение земель в зонах с рискованным земледелием упирается в два фактора. Первый фактор — труднодоступность, что требует дополнительных финансовых вложений. Второй фактор — дефицит умных квалифицированных кадров в сельском хозяйстве. Во всем мире имеется проблема с квалифицированными рабочими, например механизаторами и комбайнерами. В пандемию в первую очередь грохнулись как раз агрорынки, потому что во время весенней посевной были закрыты границы для въезда мигрантов в Европу, и оказалось, что некому работать на полях. Нормальным выходом из данной ситуации является беспилотное управление техникой для точного земледелия на основе искусственного интеллекта, т.е. роботы для работы в поле.
— Мы снова возвращаемся к проекту вашей компании…
— Мы начали испытания по автономной уборке урожая зерновых с помощью роботов еще два года назад, когда не было никакой пандемии в Томске. Это даже была не наша идея, а губернатора Сергея Жвачкина. Поскольку у нас часть производства и R&D размещается в этом регионе, мы плотно общаемся с его руководством, и в какой-то момент губернатор сказал:
То есть это не самое простое земледелие на свете. Уже в прошлом году мы провели первую роботизированную уборку урожая на областных участках в тайге. Это показало, что беспилотная сельхозтехника с автоматическим управлением — реальный выход для работы в поле в зоне сложного земледелия. При правильной организации агропроизводства можно начать освоение земель, которые сейчас лежат заброшенными, с минимальным участием человека и минимальной потребностью в квалифицированных кадрах.
По этой теме мы уже встречались с губернатором соседней Курганской области и провели там эксперимент. Кстати, именно Зауралье обеспечило взлет российского агроэкспорта во время столыпинских реформ, когда Столыпин переселил туда часть крестьян, а земли там великолепные, потому что они вообще никогда не обрабатывались, идеальная экология. В прошлом году купить хороший, уже подготовленный, участок под агрохозяйство в Курганской области стоило а-ля две чашки капучино за гектар, если брать московские цены. Мы тогда на это посмотрели и поняли: может быть действительно потрясающая, глобальная программа использования технологий точного земледелия.
А в этом году появилась срочная необходимость решения вопросов продовольственной безопасности в мире. Перед нами и перед руководителями этих регионов был поставлен вопрос о возможности подключения к продовольственной программе невозделанных земель с помощью роботизированной уборки. Здесь России предстоит особая роль, потому что наша особенность — это огромное землевладение, очень низкий процент землеиспользования относительно общего объема земли, небольшая плотность населения. С точки зрения использования роботов для земледелия здесь просто Клондайнк.
Поезда без машиниста
— Итак, второе первоочередное направление — продовольственная безопасность, а третье?
— Вопрос транспортной безопасности в мире и изменение транспортной логистики в пандемический период. Транспорт — это мировая кровеносная система. Пандемия очень резко изменила логистику, в первую очередь потому что резко снизились пассажиропотоки, люди сели по домам. Но притом увеличились объемы и изменилась география товаропотоков, что начало приводить к серьезным проблемам — пробкам в узких местах. На любом виде транспорта повышенную значимость имеют вопросы безопасности. Здесь влияние кризиса и пандемии на человеческий фактор оказалось критичным. Если заболевает, например, машинист локомотива, его нельзя по щелчку заменить на любого другого машиниста: это достаточно серьезная специализация, они на дороге не валяются — во-первых.
Во-вторых, появилась проблема, связанная с повышенной напряженностью и высоким уровнем стресса персонала. В течение этого лета она привела к целому ряду катастроф, которые продемонстрировали, что в такие сложные периоды нашим традиционным системам жизнеобеспечения необходима поддержка и контроль со стороны не подверженных стрессам и заболеваниям роботизированных комплексов. Самый яркий пример — когда в порту Майами машинист локомотива направил состав на плавучий госпиталь с больными ковидом. Слава Богу, состав сошел с рельс и не доехал до причала. Но были большие повреждения инфраструктуры. Я потом читала протокол допроса: у машиниста просто съехала крыша, он объяснял, что его миссия была уничтожить плавучий госпиталь, потому что с него зараза может перебираться в его родной штат, его близкие и друзья могут оказаться под угрозой заражения. То есть перенапряжение на фоне тревожных новостей о распространении ковида привело к изменению психического состояния. Все, что сопровождает пандемию, больно ударяет по тем узлам, где человек должен принимать решения в непростых, критических ситуациях. Их надо специальным образом дублировать, защищать — здесь без технологий искусственного интеллекта, без систем автопилотирования, без специальных помощников машиниста, которые не позволяют совершить внеплановые или истеричные действия, мировые транспортные системы уже просто не могут функционировать.
— То есть именно ситуация пандемии подводит к идее беспилотного транспорта?
— В ситуации войны людей и вируса мы до конца не понимаем ни ее длительность, ни сил противника. Биологи говорят, что вирусные атаки с учетом критичного изменения количества людей на Земле станут учащаться. Эпидемии будут повторяться со все возрастающими сложностями. Это защита экосистемы от размножившегося вида с попыткой сдержать процесс через уничтожение. И это говорит о том, что мы должны подготовить все свои жизнеобеспечивающие системы, транспорт, продовольствие, образование, медицину к тому, что истории с пандемиями будут нас «загружать» все больше и больше.
— Вернемся к беспилотному транспорту: как продвигается ваш проект с РЖД?
— С учетом размеров РЖД, консервативности ее структуры и уровня обеспечения безопасности он продвигается хорошо. Все такие системы до начала массового использования проходят внутреннюю сертификацию. Сейчас мы завершаем эту стадию по необходимым литерам, она предусматривает наезд определенного количества часов, проверку работоспособности различных подсистем в реальных условиях и так далее. Окончание запланировано на декабрь; после этого, мы надеемся, начнется массовое внедрение по локомотивному парку. Мы занимаемся автономными системами на маневровых локомотивах. Сейчас системы стоят на первых 10 прототипах и тестируются в трех регионах. Причем в одном из них уже снег выпал, мы тесты на снегу проходим. В общем, все по полной программе.
Локомотив с умной системой помощи машинисту и команда Cognitive Pilot после успешного этапа испытаний
— То есть в будущем году по нашим дорогам поедут беспилотные товарные поезда?
— Каковы инвестиционные планы вашей компании?
— У нас приятная новость: год назад, в декабре, у нас был раунд А, мы заключили сделку со «Сбером» по продаже 30% доли компании, а уже летом начали готовиться к раунду В, и Cognitive Pilot сделали переоценку практически в миллиард долларов стоимости. Мы будем готовиться к выходу на IPO к 2023 году и считаем, что дотянем к этому времени оценку бизнеса до 5 миллиардов. Это наш план.
Россия — мировой лидер в сфере ИИ?
— Как вы оцениваете общий уровень разработок в сфере искусственного интеллекта в России?
— Меня всегда учили, что хвастаться нехорошо. Мой характер, конечно, не позволяет сдерживаться, меня все время выносит. Но я раньше как-то старалась говорить:
Но, честно, положа руку на сердце, хочу сказать: это лето показало, что Россия — первая! Все в мире кричат про искусственные автопилоты. Но реально в эту уборочную 350 роботов на полях по 35 регионам поехали с российскими мозгами, ни с какими другими. Никаких других нет! Эти роботы реально собрали сотни тысяч тонн урожая на сотнях тысяч гектаров. И это не эксперимент: это внедрение технологий ИИ для земледелия, закупленные системы. Дальше можно все что угодно рассказывать: русские то, русские се, но мы это сделали.
Уборка урожая с помощью системы автономного управления Cognitive Agro Pilot в августе 2020 г. в Тамбовской области
Кстати, удивительно, но в агросфере американцы сами проголосовали, выдали ИИ для работы в поле Cognitive Pilot агро-Оскар — премию как самому инновационному решению года. Но дело даже не в нас, мы — представитель русской школы искусственного интеллекта. Как бы ни складывались политические расклады, мы продемонстрировали реальные результаты — по сути, единственные в мире.
И вакцину Россия сделала и пустила ее в массовую апробацию тоже первой. Другой вакцины нам не предложили, ни китайской, ни американской, ни европейской. Я искала вакцину, нашла только одну, я ее вколола. То есть это конкретная вещь, ее можно взять, попробовать.
Третий для меня такой мегаяркий пример — запуск онлайновой цифровой платформы персонализированного образования в Sber Х. Для старта этого комплекса использовалось много умных технологий, в том числе искусственный интеллект. Когда «свистнул рак» в марте, когда всех детей отправили на удаленку, ученики из нескольких тысяч школ смогли по всей стране параллельно подключиться к этой системе, присутствовать на онлайн-уроках лучших преподавателей. То, что она не упала, выдержала нагрузку, и то, что это произошло в течение одного месяца, — уникально, нигде в мире не было такого опыта.
Я просто хочу сказать, что российская школа искусственного интеллекта демонстрирует реальные результаты в условиях повышенной востребованности и глобальных вызовов. Мне кажется, сейчас наша страна в состоянии коммерциализировать эти продукты на международных рынках. Не секрет, что в кризисные периоды взгляд мировых финансовых аналитиков сдвигается от игровых систем с ожиданием +15 лет, +20 лет в сторону реальных проектов. Потому что становятся востребованными реальные и необходимые вещи: реальные вакцины, реальные роботы и так далее. То, что можно попробовать и закупить прямо сейчас, например автопилоты для работы в поле по адекватной цене. Вот это перемещение фокуса на реально работающие результаты дает нам шанс сыграть большую игру на мировом пространстве.
Беседовал Константин Фрумкин
Подписывайтесь на Ольгу Ускову: ВКонтакте и Telegram
Автоматизация для ферм — роботы на основе искусственного интеллекта
Автоматизация фермы является важным направлением развития сельскохозяйственной отрасли, от которого в определенной степени зависит будущее человечества. С увеличением населения планеты и дальнейшим прогнозируемым ростом в ближайшие 30 лет вопрос питания становится особенно актуальным. Для обеспечения комфортного проживания необходимо значительно увеличить производство продуктов питания.
Сельское хозяйство, которое вносит значительный вклад в производство пищевых продуктов, постоянно модернизируется. Эффективным решением последних лет стала роботизация для фермерских хозяйств — одного из источников производства пищевых продуктов. Пока остаётся задействован физический труд, однако он уже в значительной степени заменен различным оборудованием.
Автоматизация для ферм позволяет нарастить выпуск продукции и минимизировать долю дорогостоящего человеческого труда.
Актуальные задачи фермеров, которые решают сервисы ИИ
В сельское хозяйство внедряется искусственный интеллект для ферм, анализируются и автоматизируются различные процессы, используются другие новейшие технологии подобного рода.
Техника не подвержена усталости и потере концентрации. Это особенно актуально при выполнении монотонной работы. В итоге труд, к которому раньше привлекали много рабочих, теперь зачастую контролируется лишь одним человеком. Специалист находится в кресле оператора, дистанционно управляя технологическими процессами с помощью датчиков, видеокамер и компьютера.
Роботы для ферм
Роботы для ферм позволяют значительно упростить труд и привлекать к нему меньшее число специалистов с большей отдачей. Типовые задачи решаются быстрее и точнее, чем если бы это делал человек.
Хорошо зарекомендовала себя автоматика и в сфере получения урожая сельскохозяйственных растений. Специальные датчики и детекторы предельно точно отслеживают необходимость полива и могут подать именно столько жидкости, сколько необходимо тому или иному типу сельскохозяйственных культур.
В условиях теплиц роботы для фермеров становятся еще более полезны. Они отслеживают не только необходимость полива, но и температурный режим, зрелость плодов и многие другие факторы.
Подобные комплексы способны осуществлять сбор овощей, фруктов — причем делая это максимально бережно, оперативно и сразу сортируя урожай. Из числа сотрудников требуются лишь операторы и техники, проводящие обслуживание и ремонт роботов.
Беспилотные тракторы
Автоматизация коснулась и разных видов сельскохозяйственной техники. Например, теперь на полях можно встретить полностью автономный трактор, который работает самостоятельно.
Конечно, нельзя полностью отказаться от труда человека. Техника пока не столь совершенна и требует адаптации, настройки на конкретные условия, определенного контроля. Привлечение сотрудников необходимо только на этапе запуска — впоследствии за технопарком может следить минимальный штат.
Решения в области ИИ и автоматизации фермерских хозяйств есть и у российских разработчиков. Так, компания Cognitive Pilot совместно с Петербургским тракторным заводом начала серийный выпуск «Кировцев» с автопилотом. Система не только обеспечивает точность движения до 1-2 см, но также благодаря машинному зрению и искусственному интеллекту уберегает технику от аварий: нейросеть глубокого обучения распознает людей и другую технику на пути следования, автоматически тормозит трактор перед препятствиями и самостоятельно продолжает движение после устранения помехи.
Кроме того, в ближайшие годы Cognitive Pilot и ПТЗ выпустят полностью автономный трактор, а также технологию, которая позволит одному механизатору управлять сразу несколькими машинами.
Роботы для ухода и прополки
Машины берут на себя эту долгую, скучную и утомительную работу, справляясь с ней намного быстрее людей со специальным инструментарием. Высокотехнологичные роботы используются для прореживания всходов, микрораспыления гербицидов, точного удаления сорняков, в том числе при помощи лазера. К примеру, прицепной робот Weedbot от Lumina без вреда для окружающей среды пропалывает 1500 метров в час, обрабатывая от 3 до 15 рядов за 1 проход с точностью до 2 мм от полезных культур. ИИ мгновенно обнаруживают сорняки, а лазерные установки нагревают их, доводя до кипения содержащуюся в них воду.
Дроны
Высокую эффективность роботизация продемонстрировала и в отслеживании состояния полей и урожая — здесь оказались незаменимы дроны. Подобный робот оснащен аккумуляторами достаточной емкости для облета больших площадей, а камеры высокой четкости дают возможность качественной оценки состояния почвы и урожая.
Такие роботы для ферм обходятся значительно дешевле найма фермеров, специалистов малой авиации для облета и съемки. Дальнейшее развитие подобных беспилотников именно в привязке к использованию в аграрном хозяйстве в перспективе дает возможность удешевления процессов опрыскивания, полива и внесения удобрений.
Датчики
Достаточно широко применяются для автоматизации хозяйств всевозможные датчики и специальное ПО. Если использование автономных роботов, искусственного интеллекта для ферм и беспилотных систем носит пока ограниченный характер, то эти технологии применяются активно. В любом современном хозяйстве программное обеспечение занимает одну из центральных позиций, позволяя эффективнее собирать и структурировать информацию, что облегчает ведение бизнеса.
Какие выгоды дает автоматизация на практике
Ранее настоящий скачок производительности сельскому хозяйству обеспечило появление соответствующей техники и химикатов. Следующим этапом определённо станет автоматических систем управления фермами.
Преимущества использования решений по автоматизации:
- Беспрерывная работа. Всевозможные датчики, камеры, искусственный интеллект и автономные роботы могут работать круглосуточно. Типовые задачи выполняются максимально быстро и точно с минимальным привлечением специалистов. Автоматике достаточно всего лишь своевременного технического обслуживания, и функционирование систем будет бесперебойным.
- Решение проблемы дефицита кадров. Автоматизированные решения особенно полезны ввиду того, что крупные агрохолдинги и фермерские хозяйства постоянно отмечают нехватку кадров в этой сфере. Причиной часто является их расположение в сельской местности и нежелание многих людей работать в сельскохозяйственном секторе.
- Экономия. Существенная экономия за счет автоматизации и роботизации достигается путем оптимального использования ресурсов. Ярким примером подобного являются системы на вертикальных фермах. Полив, внесение удобрений, управление микроклиматом и вентиляцией — все это берет на себя автоматика. Ресурсы используются по максимуму и одновременно не допускается перерасхода материалов.
Стоит отметить, что автоматизация для ферм касается буквально всех аспектов их деятельности. Она затрагивает не только рутинный труд, но и аналитику, учет, отчетность, бухгалтерию — системы автоматического управления ферм включают в свой состав соответствующее программное обеспечение.
При необходимости разработчики адаптируют программы или напишут новые для заказчика. За счет этого хозяйства могут отказаться от большей части офисного персонала, выигрывая в качестве такой работы. С учетом постоянно растущей стоимости труда специалистов, системы автоматического управлениями ферм обеспечивают большую экономию в долгосрочной перспективе.
Виды современной автоматизации фермерских хозяйств
Полный переход на автоматическое управление ферм пока не представляется возможным, но на данный момент доступны различные инструменты и программное обеспечение для решения задач автоматизации:
- Учет и аналитика. Различные BI-приложения и комплексы обладают достаточной гибкостью, чтобы их можно было адаптировать под запросы фермы. Например, бренд 1С выпускает различные модификации продуктов: Отчетность агропромышленного комплекса, EPR АПК, Бухгалтерия птицефабрики или сельскохозяйственного предприятия и даже комплекс для работы с документацией в сфере животноводства и молочного хозяйства.
- Системы полива полей. Орошение может проводиться не только чистой или минерализованной водой, но и с добавками специальных водорастворимых удобрений. Для теплиц возможности автоматизации даже более обширны — они позволяют контролировать почти весь цикл роста растений и ухода за ними.
- Решения для рыбных хозяйств. Системы могут самостоятельно контролировать основные параметры воды и следить за тем, чтобы они оставались в рамках установленных границ. Автоматизация касается работы насосов, озонирования, кормления и отслеживания аварийных ситуаций. Системы требуют минимального числа сотрудников для обслуживания.
- Роботизация при работе с животными. Например, значительные успехи наблюдаются в рамках автоматизации молочных ферм. За счет использования доильных роботов значительно возрастают показатели надоев одновременно с удобством ведения отчетности по каждой особи. Система собирает данные по состоянию здоровья животного, производству молока и любым изменениям. Вместе с внедрением автопоилок и автоподачи корма достигается существенная экономия на труде и использовании человеческого ресурса. В молочных хозяйствах ИИ может управлять освещением, вентиляцией и даже загонами.
- Маркировка. Подобное оборудование дополняет системы учета и аналитики, позволяя совершенствовать бизнес-процессы фермы.
Преимущества автоматизации и ее текущее состоянии в нашей стране
Роботы для ферм способны решить множество проблем современных хозяйств, в числе которых:
- Себестоимость продукции. Датчики, системы контроля и распределения дают возможности оптимизировать расход ресурсов. Это касается также воды, электроэнергии, удобрений, кормов.
- Качество. Даже самый профессиональный сотрудник устает, его внимание притупляется и качество труда падает. Для автономных роботов такой проблемы нет. Они не пропустят сорняк или испорченный плод, не забудут выполнить поставленную задачу.
- Оплата труда. Автоматическое управление ферм несколько повышает стоимость труда отдельных специалистов — от них требуется более высокая квалификация. Однако оно же позволяет значительно сократить фонд оплаты труда, так как дает возможность кратно снизить число сотрудников.
- Учет и отчетность. Зачастую плохая информированность мешает бизнесу развиваться, долгое время именно это было одной из ключевых проблем фермерства. Современные цифровые средства упрощают ведение отчетности и иной документации.
В последние годы тенденция на автоматизацию сельскохозяйственной отрасли и внедрению автопилотов для фермеров прослеживается и в России. Сегодня наша страна занимает 15 место в мире по этому показателю. В небольших хозяйствах автоматизация внедряется средними темпами, однако более крупные представители аграрного бизнеса активно пользуются инновационными решениями. Автоматизация ферм принесет массу преимуществ как самим сельскохозяйственным производствам, так и потребителю.