Сельское хозяйство становится отраслью экономики с очень интенсивным потоком данных. Информация поступает от различных устройств, расположенных в поле: техники, метеорологических станций, дронов, спутников, партнерских платформ, поставщиков. Общие данные позволяют находить закономерности, применять современные научные методы обработки и на их основе принимать правильные решения.
Аграрии голосуют за «цифру»
В 2018 году ВЦИОМ провел исследования, в котором приняли участие руководители или главные агрономы 100 сельскохозяйственных предприятий, представляющих Центральный, Приволжский, Южный федеральные округа, а также юг Сибири. Главная цель исследования – выяснить, какая область сельского хозяйства наиболее популярна для применения технологий цифровизации. По итогам опроса, такой областью была названа защита растений.
Согласно исследованию ВЦИОМ, 58% респондентов подтвердили использование цифровых технологий управления и контроля за работой техники. 22% опрошенных респондентов применяют датчики и метеостанции для сбора данных о погоде и прогнозе заболеваний. Метеостанции могут одновременно измерять до семи показателей, давать прогнозы на несколько суток вперед. В идеале эти данные интегрируются в единую сеть агрокластера и заблаговременно предупреждают о метеоусловиях, благоприятных для развития заболеваний и вредителей на поле. Среди опрошенных 14% респондентов используют для мониторинга дроны и спутники.
Словом, чем больше датчиков, сенсоров и полевых контроллеров подключены в единую сеть и обмениваются данными, тем более умной становится информационная система и тем больше полезной информации для пользователя она способна предоставить.
Системы разные нужны…
Изменения рыночных цен, многолетние данные по урожайности, погоде, эффект от применения пестицидов – все эту информацию можно получать в цифровом виде. Работа с большими данными невозможна без облачных хранилищ и облачных вычислений. Облачный сервис обрабатывает данные в режиме реального времени, предоставляет результаты анализа множества факторов и обоснование для последующих действий. Также, «облако» помогает вести учет, дифференцировать элементы технологий по каждому полю.
Как это выглядит на практике? Возьмем, например, мобильное приложение в телефоне у агронома. В приложении отображаются поля, которые необходимо осмотреть по расписанию. При осмотре агроном выполняет последовательность простых шагов – делает несколько фотографий, отмечает фазу развития растения и обнаруженные вредные объекты, по необходимости добавляет комментарии. GPS-датчик определяет положение специалиста на поле, и собранные данные автоматически привязываются к данному полю и культуре, помечаются координатами и временем. Данные можно выгружать в Excel для анализа, пересылать коллегам, консультантам, производителям и дистрибьютерам СЗР.
Рассмотрим наиболее интересные разработки в этой области. Немецкая компания разработала приложение Plantix для диагностики болезней сельхозкультур. Пользователи загружают фотографии пораженных растений через приложение, которое анализирует изображения и выдает название и причину болезни.Американская программа Simplot Spray Guide позволяет быстро и точно рассчитать количества препаратов, необходимых для приготовления комплексных средств защиты растений. Приложение SpraySelect облегчает правильный выбор и настройку насадок для распыления препаратов. Результатом работы программы является список рекомендуемых для данных условий насадок.
Приложение Агробаза представляет собой каталог вредителей, болезней и сорняков, СЗР, и калькулятор опрыскивания (калибровку, смесительную емкость распылителя, скорость потока сопел, скорость смешивания в баке, скорость распыления).
Сервис ExactFarming разработан «Сколково», им пользуются более 4000 хозяйств в 10 странах мира. Сервис АНТ – продукт Газпромэнергохолдинга. В 2016 году был запущен пилотный проект на базе предприятия холдинга «Агрокомплекс имени Н. И. Ткачева» –Приложение «Снимки». С помощью гиперспектральных снимков можно заблаговременно идентифицировать болезни, вредителей.
Канадские компании Semios, Spensa предлагают фермерам системы, которые контролируют численность вредителей. Эти системы представляет собой сеть ловушек. Видеокамеры позволяют отслеживать, численность и видовой состав вредителей на участке в целом. Если их численность превышена – отправляется уведомление на мобильное устройство.
Будущее за беспилотниками?
Еще один элемент, позволяющий перейти к точному земледелию – беспилотные летательные аппараты. Основная цель дрона – мониторинг. Также, беспилотники способны проводить опрыскивания растений. Например, одна британская компания, использующая технологии спутниковой навигации разработала систему, которая позволяет точно локализовать и идентифицировать заболевания растений, положение вредителей и сорняков на полях. Интегрировав эти данные, они выстраивают схему обработки поля, используя разбрызгиватели со встроенными GPS-приемниками, которые включают подачу пестицидов в нужных местах поля.
В Японии создали Agridrone, который будет бороться с насекомыми-вредителями ведущими ночной образ жизни и позволит сократить использование инсектицидов. Беспилотник совершает вылет ночью в автоматическом режиме. При помощи инфракрасных и тепловых камер он определяет места с повышенной численностью насекомых и уничтожает их небольшими дозами инсектицида. Также, беспилотник может использовать светящиеся электрические ловушки. Тестирования показали, что дрон контролирует численность около 50 видов различных вредителей.
Еще одна японская разработка – беспилотник Skyrobot – защищает сельхозугодья от диких животных. С помощью камеры с ИК-датчиком и системы с искусственным интеллектом, выявляет приближающихся к полям животных и отпугивает их с помощью высокочастотного сигнала или звуков разрыва петард.
Китайская фирма DJI в конце 2017 года представила БПЛА сельхозначначения MG-1S Advanced с системами, повышающими эффективность и точность работы дрона. На севере Китая, в провинции Шаньси в садах уже работает более 10 беспилотников. Ежедневно оператор может обрабатывать пестицидами площадь около 40 гектаров. Всего использование в мире БПЛА составляет 6%. Рынок БПЛА для агрокомплекса развивается и в России, несмотря на сложности в нормативно-правовом регулировании. Сейчас российские ученые работают над экспериментальными коптерами, которые смогут поднимать до 5 тонн груза. Разрабатываются технологии ультрамалообъемного внесения, которые снижают использование пестицидов.
В Швейцарии сегодня тестируется робот-пропольщик. Система на солнечных батареях, перемещаясь по полю, с помощью камеры сканирует побеги, выявляет среди них сорную растительность и опрыскивает ее небольшой дозой гербицидов. Благодаря селективному подходу робот способен в 20 раз сократить использование гербицидов в хозяйстве. Выход этой системы на массовый рынок планируется в 2019 году.
В Австралии, Германии созданы роботы, аналогичные швейцарскому. В дальнейшем планируется вместо гербицидов использовать лазерный луч, чтобы полностью отказать от использования химии. В США испытывают свою установку для борьбы с сорняками (See & Spray). Принцип работы такой же, как и у швейцарской системы – распознавание сорняков и их точечная обработка гербицидом. Но передвигается американская установка не самостоятельно, а с помощью трактора.
Технологии в помощь агрономам
«Интернет вещей» быстро набирает популярность среди аграриев. Поэтому важна качественная реализация продуктов в области искусственного интеллекта. Для создания качественного электронного продукта необходимо не только научиться обрабатывать большие объемы информации. Важна юридическая защита информации, грамотная работа веб-дизайнеров и программистов. Создание таких продуктов предполагает частные инвестиции и господдержку.
Безусловно, программное обеспечение едва ли способно полностью заменить агрономов. Но его использование поможет значительно повысить эффективность сельскохозяйственного производства.
agroportal-ziz.ru/articles/cifrovizaciya-v-zashchite-rasteniy