Не только в России, но и в других странах АПК считался одним из самых консервативных в плане внедрения новых технологий. Но время диктует свои правила: сегодня, чтобы оставаться конкурентоспособными, крупные агрофирмы и мелкие хозяйства используют цифровые технологии. Рассмотрим примеры самых ярких инновационных производств.
Буренки за компьютерами. Как известно, в 2023 году сельское хозяйство наряду с промышленностью, здравоохранением, транспортом и строительством вошло в число приоритетных отраслей экономики России для внедрения искусственного интеллекта (ИИ). По оценке Сергея Наквасина, руководителя Национального центра развития искусственного интеллекта при Правительстве РФ, в условиях масштабного внедрения в отрасль ИИ может обеспечить прирост валовой добавленной стоимости (ВДС) в 2025 году на 25% в растениеводстве и на 13% в животноводстве. Сейчас же в отечественном АПК порядка 12% используют в хозяйстве искусственный интеллект, еще 37% только планируют это сделать в ближайшее время по данным индекса готовности приоритетных отраслей экономики РФ к внедрению ИИ. Чтобы ускорить процесс цифровизации, власти прорабатывают вопрос об обязательном применении ИИ-технологий в рамках получения государственных субсидий.
Кейсов применения российскими аграриями решений на базе ИИ накопилось уже немало, и это касается не только больших компаний. Так, например КФХ Дубнева в Нижегородской области в 2023 году запустило роботизированную ферму. Глава хозяйства Валентина Дубнева рассказала «Вестнику АПК», что динамика производительности благодаря инновационным технологиям увеличилась. Кроме того, у фермеров отпала необходимость выполнять большое количество трудоемких сельскохозяйственных операций. «Робот работает круглосуточно, останавливаясь только на промывку системы, — рассказывает Валентина Дубнева. — Дойка тоже автоматическая. Автомат измеряет температуру тела, моет вымя, массирует его и прикрепляет доильный аппарат. К нему буренка может подойти в любое время суток, как только накопит молоко. Некоторые коровы проявляют активность и сами подходят на дойку, других пока приходится подгонять. Если корова доится в любое время суток, то может получиться трех- или четырехразовая дойка. А это увеличение надоев молока и повышение производительности труда».
Роботизированная техника уже используется и в растениеводстве. В этом году отечественная компания Cognitive Pilot («дочка» Сбера) представила систему автономного управления сельскохозяйственной техникой (комбайнами, тракторами, опрыскивателями и др.) под названием Cognitive Feedback. Система позволяет механизатору доверить управление техникой роботу-помощнику. Сами разработчики утверждают, что аналоги системы на данный момент неизвестны. Фактически речь идет о формировании нового рынка R2D-решений (Robot to Driver — взаимодействие робота с водителем). В компании поясняют, что до последнего времени одной из проблем при использовании умных автопилотов в хозяйстве являлось отсутствие обратной связи комбайнера или тракториста с роботом. «Механизаторы во многом готовы доверять искусственному интеллекту, но в частных беседах они нередко сетовали на отсутствие обратной связи с автопилотом, информации о том, насколько надежно проходит его работа, не возникла ли проблемная или нештатная ситуация. Иногда комбайнеры перестраховывались и переходили на ручной режим, когда им казалось, что камера засорилась или участок сложный, что снижало эффективность работ», — рассказали в компании.
Как считают эксперты, благодаря агророботу хозяйства смогут повысить эффективность уборки на 20-25% за счет «четкого понимания механизатором уровня надежности работы ИИ и его адекватной реакции на ситуацию на поле, устранения проблем, за счет использования аналитики, а также контроля за механизатором и минимизации человеческого фактора».
В настоящее время в стране работают более тысячи «умных» комбайнов. Кроме того, с весны 2023 года ИИ-автопилоты Cognitive Pilot промышленно используются на тракторах от Пскова до Благовещенска. Cистема также поставляется в США, Канаду, страны Латинской Америки, Евросоюза, Ближнего Востока, Африки и СНГ.
«Приземление» интернета вещей. Интернет вещей — сеть, объединяющая устройства, которые передают данные, «общаясь» без участия человека. Аналогичную сеть для нужд аграриев разработала российская компания «Смартагро». Новое программное решение «Агроаналитика», как утверждают разработчики, позволяет «оцифровать» точное земледелие, управление ресурсами, техникой и технологическими операциями, прогнозирование и принятие решений для роста урожайности и повышения прибыли предприятия. Это избавит фермеров от многих сельскохозяйственных операций и позволит делать более точные прогнозы: вся информация, нужная агропредприятию для оперативного и годового планирования, оценки KPI и повышения эффективности работы отныне собрана в одной системе управления по принципу «одного окна». Программное решение уже используют такие крупные компании, как ГК «Мираторг», ГК «Агротех-Гарант», ООО «Русская аграрная группа» и др.
Собирать данные с полей аграриям помогают и беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Беспилотники значительно облегчают работу фермерам, ведь часто из-за недостаточной частоты осмотров они имеют недостоверные сведения о состоянии полей. Два новых БПЛА, системы «Агроскаут» и «Агродрон», для отрасли сельского хозяйства в этом году предложили специалисты и студенты Московского авиационного института в рамках стратегического проекта «Аэромобильность» (реализуется по программе Мин-
обрнауки России «Приоритет 2030»).
Система «Агроскаут» предназначена для автоматического обследования сельскохозяйственных полей. «Дрон, оснащенный камерой высокого разрешения, подлетает к определенному участку, опускается на высоту один метр и делает несколько фото, — описывает принцип работы беспилотника директор центра БПЛА МАИ Юрий Бухарев. — По завершении облета и съемки он передает информацию в сервис «АссистАгро», где специальное программное обеспечение с применением искусственного интеллекта обрабатывает ее, анализирует состояние посевов, выявляет наличие сорняков и так далее, дает свое заключение и рекомендации». Система же «Агродрон» создана для высокоточного распыления средств защиты растений, таких как пестициды, гербициды, инсектициды и фунгициды. Она позволяет опрыскивать поля органическими удобрениями, прикормками, гормонами роста и другими средствами в жидкой форме. «Агродрон» также можно применять для аэропосева. «Для фермерских хозяйств с их небольшими площадями полей актуально применение дронов. Такие дроны имеют массу до 100 кг и могут нести полезную нагрузку до 30 кг. Их легко привезти на авто, а также это позволяет запустить сразу несколько аппаратов», — объясняет Юрий Бухарев.
Университеты на службе АПК. Получение высоких урожаев с необходимым качеством продукции невозможно без применения современных минеральных и органических удобрений. Российские ученые постоянно находятся в поисках новых способов улучшения плодородия почв. Так, например, специалисты Южного федерального университета первые в России и в мире произвели картирование метагенома почв и разработали веб-приложение «Карта метагенома Ростовской области». Как поясняют в пресс-службе университета, применение такого инструмента позволит оценивать нагрузку почвенного микробного сообщества и его генетического потенциала для здоровья почв и окружающей среды. «Впервые нами была создана метагеномная карта (ДНК микробиомы почв) особо охраняемых почвенных объектов Ростовской области. Используя весь потенциал высокотехнологичного метода метагеномного секвенирования ДНК, мы можем разрабатывать биопрепараты для повышения плодородия почв. Применяя такие прорывные технологии и адаптируя их под наши задачи, при этом основываясь на глубокой теоретической базе, мы можем обеспечить успешное импортозамещение не только в сфере производства, но и технологий», — отметил Андрей Горовцов, доцент кафедры биохимии и микробиологии ЮФУ.
Также благодаря разработке молодых ученых Института радиотехнических систем и управления ЮФУ каждый фермер Ростовской области сможет узнать точную погоду на своем поле. Метеорологические станции делятся на профессиональные, как у Гидрометцентра России, промышленные и бытовые. Последние ставятся в домах и квартирах, и именно их проектированием еще год назад занимался студент ЮФУ Владислав Самчинский, обучающийся по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». «Но год назад к нам на кафедру систем автоматического управления пришел фермер, проживающий рядом с Таганрогом, и попросил провести исследования по изготовлению метеостанций для круглогодичного мониторинга параметров окружающей среды на его полях. Меня и еще нескольких студентов из СКБ автоматизации и промышленного интернета вещей эта тема заинтересовала, и мы приступили к разработке. Так я переключился с домашних метеостанций на промышленные», — поделился Владислав Самчинский. Молодой ученый рассказал, что хотя на рынке сегодня и представлены некоторые устройства, которые могут справиться с этими задачами, они стоят дорого: по 75-100 тысяч рублей. «Мы посчитали, что сможем производить метеостанции на порядок дешевле. К тому же, поскольку это будет наша собственная разработка, мы сможем исходя из назначения добавлять или убирать некоторые функции. С помощью несложных модификаций нашу метеостанцию можно адаптировать под мониторинг погоды на курортном побережье или на любом участке трассы, — рассказал Владислав Смачинский. — Прототип метеостанции успешно прошел испытания и доказал, что способен работать автономно всю зиму. Летом у нас будет второй этап испытаний, и продукт будет готов к выведению на рынок». Проект студентов ИРТСУ ЮФУ получил грантовую поддержку, победив в конкурсе «Студенческий стартап».
В свою очередь ученые Томского политехнического университета разработали экологически безопасные и эффективные удобрения на основе глауконита — глинистого минерала с высоким содержанием калия. Как сообщает пресс-служба университета, недорогие в производстве и обладающие адресным действием удобрения будут применять в ООО «КДВ-Агро» — крупном сельскохозяйственном предприятии из Кемеровской области, выступившем индустриальным партнером. По словам доцента отделения геологии ТПУ Максима Рудмина, задача исследователей — активировать глауконит таким образом, чтобы максимально задействовать его полезные свойства. Для этого глауконит соединяют с другими питательными элементами — азотными веществами. В результате получаются композиты, которые способствуют улучшению физико-химических характеристик почв и стимулируют рост агрокультур.
А ученые Вавиловского университета презентовали экспериментальный образец электротрактора для селекции и семеноводства. Он создан учеными кафедры «Электрооборудование, энергоснабжение и роботизация» факультета инженерии и природообустройства. «Электротрактор с автономной системой электроснабжения позволяет выполнять повседневные работы в хозяйстве непрерывно. Так как в перерывах (например, на обед) в течение нескольких часов с помощью солнечного модуля можно подзарядить аккумуляторные батареи, и электротрактор продолжит выполнять свои функции. Данная модель электротрактора представлена для семеноводства и селекции. Сзади на крюк цепляется селекционная сеялка, и с шириной захвата около метра электротрактор выполняет посев. Запас хода у трактора порядка 8 часов при нагрузке не более 20%, при солнечной погоде он продлевается еще на 2 часа. Разработкой занимается аспирант 2-го года обучения Даниил Саидов», — рассказал заведующий кафедрой «Электрооборудование, энергоснабжение и роботизация» факультета инженерии и природообустройства Вавиловского университета, доктор технических наук Сергей Бакиров.
Новые разработки появляются и в области животноводства. Например, эксперты МГУ им. Н. П. Огарева разрабатывают новые методы эффективного лечения животных. Так, специально для подрастающего поколения буренок ученые разработали и запатентовали индивидуальную маску для ингаляций, которая сможет спасти животных от вирусных инфекций и защитить их дыхательные пути. Принцип такой же, как для людей, — аппарат создает определенное давление, которое прогоняется через емкость с лекарством, а уже через маску его в различных дозах вдыхает пациент. Такая процедура в первую очередь эффективнее в борьбе с конкретными патогенами: лекарство поступает естественно и снижает риск негативных последствий.
