Бытует мнение, что сельское хозяйство — это про комбайны и пшеницу. Как IT работают в этой сфере, подходит ли это к нашим реалиям и сможем ли мы накормить весь мир при изменении климата, Bright расспросил у декана факультета информационных технологий и анализа больших данных Финансового университета при Правительстве РФ, Соловьева Владимира Игоревича.
Цифровое сельское хозяйство. О чем это?
Цифровые технологии стремительно развиваются сами и стремительно меняют мир. Во многих областях экономики и человеческой жизни внедрение информационных технологий фактически привело к революционным изменениям. Например, если раньше, чтобы оплатить коммунальные услуги, мы ходили в банк, заполняли ручкой квитанции, стояли в очереди, то сейчас это можно сделать из мобильного приложения, и можно даже настроить автоплатеж. Если раньше мы ловили такси, выходя на улицу и поднимая руку, то сейчас заказывать такси привычно из приложения. Если раньше промышленное производство требовало значительного ручного труда, то сегодня благодаря внедрению цифровых технологий очень многие операции на производстве автоматизированы.
Как ни странно, в XXI веке, когда информационные технологии способны очень на многое, в сельском хозяйстве до сих пор доминирует тяжелый физический труд. Люди вручную собирают урожай и таскают тяжелые мешки, люди вносят удобрения и дышат их парами и т.д. Доля ручного труда в сельском хозяйстве до сих пор доходит до 40-50% с структуре затрат, при этом рабочих не хватает до такой степени, что, например, значительную часть урожая просто не успевают собрать.
Очевидно, что и в сельском хозяйстве начинается цифровая революция. Совершенно очевидно, что роботизация, внедрение интернета вещей, искусственного интеллекта и других цифровых технологий способны привести к существенному увеличению производительности труда и снижению затрат в сельскохозяйственном производстве. Пока переход к цифровому сельскому хозяйству только начат, но ясно, что прорыв в сельскохозяйственном производстве, основанный на внедрении цифровых технологий, будет масштабнее, чем результаты предыдущих сельскохозяйственных революций, связанных с механизацией и химизацией.
Популярно ли это направление среди студентов?
Сельское хозяйство – очень интересный объект. Например, в промышленности роботы работают уже достаточно давно, потому что можно установить идеально ровные рельсы для движения манипуляторов, обеспечить идеальное освещение и чистоту в помещении. В сельском хозяйстве, в отличие от этого, внешняя среда изменчива: нужно учитывать, что поверхности, по которым движутся сельскохозяйственные машины, неровные, освещение все время разное, то дует ветер, то светит солнце, то льет дождь. Поэтому задача выполнения операций без участия человека в сельском хозяйстве значительно сложнее, чем в промышленности. С другой стороны, беспилотные сельскохозяйственные машины, в отличие от беспилотных автомобилей, работают на совершенно конкретных территориях полей, садов, ферм и т. п. При этом можно обеспечить отсутствие на территории посторонних людей, да и скорости движения большие не нужны. Это значит, что обеспечить безопасное использование сельскохозяйственных беспилотных машин вполне реально. Поэтому довести сельскохозяйственный беспилотник до практического применения можно гораздо быстрее, чем городские беспилотные автомобили. И ребятам очень интересно, когда за достаточно короткое время они сами способны разработать совершенно инновационных интеллектуальных роботов, использующих самые современные достижения компьютерного зрения. Два года назад мы только начали заниматься сельским хозяйством. За несколько месяцев нам удалось разработать лучший в мире алгоритм, обнаруживающий яблоки в садах. В прошлом году началось развитие направления робототехники. Ребята создали манипулятор для сбора урожая без участия человека, и беспилотную наземную платформу, способную передвигаться по садам и полям и выполнять сельскохозяйственные операции. Очень важно, когда студенты видят результаты своего труда и понимают их нужность и востребованность. Поэтому в нашем инжиниринговом центре, лабораториях робототехники и компьютерного зрения постоянно кипит работа, и популярность направления применения искусственного интеллекта и интеллектуальных роботов в сельском хозяйстве среди студентов не меньше, чем у интеллектуальных финансовых технологий.
IT применяется в животноводстве
В животноводстве практически весь процесс может быть автоматизирован с помощью интеллектуальных роботов. Умные доильные роботы уже существуют, но пока это зарубежные и крайне дорогие разработки: внедрение доильного робота сейчас обходится в несколько десятков миллионов рублей. В России много раз запускались программы «100 умных ферм», «500 умных ферм» и т. д. Однако общее количество умных ферм в нашей стране пока не превышает 1000. Мы активно участвуем совместно с Федеральным агроинженерные центром ВИМ и компанией «Профессор Молокофф» в проекте создания отечественных решений для умных ферм: разрабатываем систему компьютерного зрения для доильного робота, а также систему мониторинга за состоянием крупного рогатого скота, основанную на использовании технологий искусственного интеллекта и интернета вещей. Самое главное, что мы нацелены на создание не роботов, которые не только будут превосходить зарубежные аналоги по эффективности, но и будут доступны фермерам по цене.
Синтетическое производство продуктов питания
Искусственное мясо уже существует и его даже можно попробовать в московских ресторанах. Но пока это слишком дорогой продукт. Все-таки природный процесс животноводства на сегодня эффективнее машинного. Однако, совершенно очевидно, что эффективность производства искусственного мяса будет увеличиваться. С другой стороны, интеллектуальные машины позволяют выращивать коров и свиней в совершенно естественных условиях, на свободном выгуле, и при этом эффективность животноводческого и молочного производства благодаря использованию интеллектуальных технологий существенно растет. Кроме того, активно развиваются сити-фермы. Доценты департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета Ильшат Хасаншин и Азрет Кочкаров добились значительных успехов в управлении питательным раствором гидропонных сити-ферм, предназначенных для выращивания зелени, на основе интеллектуального анализа качества питательного раствора по данным с датчиков. Здесь работают и технологии интернета вещей, и машинное обучение, и традиционные математические методы оптимизации.
Сможет ли цифровизация сельского хозяйства решить проблему растениеводства и животноводства при ухудшении климата?
Конечно! Ведь как мы обсуждали, цифровизация приводит к росту эффективности сельскохозяйственного производства и снижению затрат, что вполне сможет компенсировать потери, к которым приводит ухудшение климата.
| Комментарии: |