Дроид для комбайна: как искусственный интеллект помогает собирать урожай
  • АПК

Дроид для комбайна: как искусственный интеллект помогает собирать урожай

Совместно с partner-image
  • 6 мин
  • 10 616

Внедрение беспилотных автомобилей на дорогах — дело будущего. Но в сельском хозяйстве революция может произойти раньше: комбайны с искусственным интеллектом уже выходят на поля и собирают урожай эффективнее фермеров.

Сколько денег можно сэкономить с помощью агродроида

Первый беспилотный комбайн под управлением искусственного интеллекта был протестирован этим летом в хозяйстве «Межениновское» в Томской области. Комбайн с системой «Агродроид С2-А2» собирал урожай яровой пшеницы на полях фермера Виктора Карбышева. Посмотреть на это приехали губернатор Томской области Сергей Жвачкин, полпред президента в Сибирском федеральном округе Сергей Меняйло, гости из Бразилии, США и Аргентины.

© Scharfsinn / Shutterstock

Из кабины агродроидом управляли механизаторы, они наблюдали за работой машины, но в процесс не вмешивались. Демонстрация прошла успешно: в условиях реальной уборочной кампании беспилотный комбайн собрал пшеницу с полей площадью 120 гектаров. «Ощущение было космическим… Посреди тайги собирает пшеницу беспилотник с российскими искусственными „мозгами“», — так вспоминала эксперимент Ольга Ускова, президент компании-разработчика агродроида Cognitive Technologies.

Как искусственный интеллект управляет комбайном

Об испытаниях беспилотного комбайна компания Cognitive Technologies сообщала ещё в 2017 году, тогда они проводились совместно с «Ростсельмашем». Универсальная беспилотная система Cognitive Agro Pilot разрабатывалась несколько лет. В основе системы нейронная сеть глубокого обучения, которая имитирует мыслительные процессы человека.

В 2018 году Cognitive Technologies объявила о создании агродроида C2-A2 — первого в мире искусственного «мозга» для беспилотной сельхозтехники. Название C2-A2 для него было выбрано неслучайно: создатели хотели провести аналогию с дроидом R2-D2 из саги «Звёздные войны», который, когда главному герою нужно было отправиться в космос, управлял навигацией звёздного корабля, рассказала Ускова.

Агродроид оснащён видеокамерой переднего обзора, бортовым вычислительным блоком, в который зашиты искусственные «мозги», монитором с функциями управления и показателями цифрового насоса-дозатора и датчика угла поворота колёс. Система может устанавливаться на любой вид сельхозтехники в зависимости от задач: если это пахота, то на трактор, если уборка урожая, то на комбайн,  — после чего техника может двигаться сама в автономном режиме, пояснила вице-президент по корпоративному развитию и инвестициям Cognitive Technologies Альфия Каюмова.

В отличие от систем параллельного вождения, Cognitive Agro Pilot работает без привязки к GPS-сигналам, что позволяет широко использовать агродроид на полях без спутникового покрытия, рассказала Каюмова. Система анализирует изображения, поступающие с бортовой видеокамеры, при помощи алгоритмов машинного зрения. Она способна распознавать типы и положения объектов, строить траектории и передавать команды для выполнения необходимых манёвров.

Нейронные сети с высокой точностью анализируют поступающую картинку, например направление кромки скошенной культуры или кромку обработанной земли, валков, рядков культур (кукурузы, подсолнечника), зону, где кончается поле, препятствия, технику и людей. На основе этих данных получается набор команд для управления техникой, и агродроид строит траекторию движения.

Среди новых технологий появляется тренд на управление техникой посредством искусственного интеллекта. Преимуществом такого управления является отсутствие необходимости подключения к интернету. Так, например, машина самостоятельно оцифровывает размер поля и выстраивает определённую траекторию работы. При этом данная технология является безопасной, так как техника в случае появления человека или крупного животного в ходе выполнения работы способна объехать живое препятствие. На текущий момент технологии достаточно дорогостоящие, но мы уверены, что со временем будет появляться всё больше технологий и цена их станет доступной для каждого сегмента бизнеса. Конечно, для массового внедрения инновационных технологий в АПК нужна и поддержка государства.

Татьяна Крейтор

исполнительный директор департамента развития корпоративного бизнеса по отрасли АПК

Как агродроид позволяет аграриям экономить

Cognitive Technologies — не единственная российская компания, которая разрабатывает беспилотники для сельского хозяйства. В октябре 2018 года беспилотный комбайн с искусственным интеллектом испытало одно из предприятий госкорпорации «Роскосмос». «Комбайнёры в России скоро потеряют работу»,  — комментировал это событие в Twitter глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин.

Беспилотник, во всяком случае пока, не заменит человека в кабине комбайна, но снимет с него задачу управления машиной. Агродроид, по задумке его создателей, во время уборки урожая должен минимизировать потери, которые возникают из-за человеческого фактора. Во время механической обработки земли и уборки урожая перед работником стоят несколько задач, которые требуют постоянного внимания, объяснила Каюмова.

С одной стороны, агробиологическое состояние растений даже в рамках одного поля разное: различаются густота стеблестоя, высота колоса, урожай соломы и другие параметры. Чтобы избежать потерь, механизатору нужно постоянно регулировать параметры жатки и молотильного агрегата, а также скорость уборки. С другой стороны, период, когда зерно достигает зрелости, очень короткий, всего 3—5 дней, потом урожай начинает осыпаться, и потери растут. Урожай необходимо собирать как можно быстрее — срок уборки составляет не больше 15 дней; при этом нужно вести технику быстро, порой процесс происходит круглосуточно, а ещё и выдерживать траекторию. Эти задачи требуют постоянного переключения внимания механизатора, что ведёт к росту утомляемости и снижению эффективности работы, особенно с учётом малой продолжительности уборочной кампании.

©DenisProduction.com/ Shutterstock

Использование Cognitive Agro Pilot, по оценкам его разработчиков, позволяет сократить потери зерна при уборке почти вдвое. Хозяйства, которые тестировали агродроид, выявили, что комбайн с искусственным интеллектом работает точнее человека. Было отмечено, что в начале рабочего дня, до обеда, механизатор ведёт комбайн с высокой точностью, но во второй половине дня он устаёт и начинает делать погрешности, из-за которых время уборки урожая увеличивается. Комбайн, оборудованный агродроидом, идёт с выверенной точностью в течение всей уборки, что позволяет по необходимости увеличить рабочий день. Обычно работы в поле завершаются в 7 вечера, а комбайн, оснащённый агродроидом, может работать дольше, даже в ночное время.

Спрос на механизаторов в сельском хозяйстве большой, но не во всех регионах люди охотно устраиваются на эту работу. Кроме того, в некоторых регионах есть требование, что в комбайне должны находиться два человека: механизатор и его помощник. По словам Каюмовой, с системой Cognitive Agro Pilot отпадает необходимость во втором пилоте в кабине.

Использование Cognitive Agro Pilot, по оценкам Каюмовой, даёт хозяйствам дополнительную прибыль в размере 1 000 рублей с гектара, что позволяет окупить затраты на внедрение системы за один сезон.

1 000 ₽ с га

дополнительная прибыль от применения Cognitive Agro Pilot

Перспективы технологии

© Suwin / Shutterstock

В мае 2019 года Cognitive Technologies договорилась о внедрении систем беспилотного вождения с несколькими хозяйствами Томской области, в их числе ООО «Агро», ОАО «Агрохолдинг „Томский“», ООО «Сибирское молоко», СПК «Межениновский». А в июле 2019 года Cognitive Technologies подписала соглашение с одним из крупнейших российских агрохолдингов: по договору разработчик установит систему автономного управления сельхозтехникой на зерноуборочные комбайны.

Сельхозпредприятия, которые тестировали агродроида, отметили положительный эффект. И если в 2019 году они устанавливали его на несколько комбайнов, то с 2020 года договорились о расширении пилотного проекта на больший парк техники, рассказала Каюмова. Планируется, что в ближайшие несколько лет система Cognitive Agro Pilot будет установлена на всех комбайнах, их около 800, сообщала Ускова. Спрос на технологию есть и за рубежом: в следующем году агродроиды Cognitive Technologies поедут в США и Латинскую Америку, предзаказы сделаны из Бразилии и Аргентины, также ведутся переговоры о поставках в Китай.

Российские сельхозпроизводители пока массово не внедряют беспилотники, но у них очень востребованы технологии точного земледелия, например системы автоматического подруливания, с которыми сельхозтехника с пилотом в кабине может двигаться в автономном режиме, отметил президент ассоциации «Росспецмаш» Константин Бабкин. Преимущество таких машин — в точности обработки: они движутся по заданной траектории, не оставляя пропущенных участков и не обрабатывая их по 2 раза. Продать дорогую сельхозтехнику без такой системы сложно, рассказал Бабкин, например, в год в России продается 1500 опрыскивателей (они используются для обработки растений гербицидами и инсектицидами), из них 90% оборудовано системой автоматического подруливания.

1 500

опрыскивателей продаётся в России ежегодно

Автор: Елена Сухорукова / РБК

Обложка: © Scott Goodwill / unsplash.com

Читайте ещё