Искусственный интеллект для АПК

Пчелиная скорая помощь, гаджеты для коров, комбайны-беспилотники и дроны на посевной.

Текст: Светлана Балакай

Иллюстрация: Дарья Павлова

По словам премьер-министра РФ Михаила Мишустина, на данный момент показатель внедрения ИИ-технологий в российскую экономику составляет 20% и будет увеличен до 50% в течение 2024 года. Наряду с медициной, транспортом, строительством и промышленностью сельское хозяйство станет приоритетным направлением в процессе глобальной цифровизации.

Агроиндустрия считается одним из самых консервативных направлений российской экономики. Согласно индексу готовности приоритетных отраслей к внедрению ИИ, только 12% отечественных с/х-предприятий применяют высокотехнологичные решения, еще 37% агрокомпаний планирует начать использовать ИИ-решения в ближайшее время.

Правительство РФ поддерживает процесс цифровизации АПК. В рамках федерального проекта «Искусственный интеллект. Цифровая экономика» с 2021 по 2022 гг. финансирование получило свыше 600 разработчиков ИИ-технологий для АПК. Также было запущено 6 исследовательских центров

По мнению специалиста, ежегодная отчетность позволит компенсировать дефицит информации об ИИ среди аграриев, который считается одной из основных причин медленного внедрения высоких технологий в АПК.

Нейросеть за рулем комбайна и тракторы-беспилотники

В последнем правительственном отчете не раз был упомянут стартап Cognitive Agro Pilot, что неудивительно, так как российский проект занял лидирующие позиции не только на родном, но и на мировом рынке. Роботы Agro Pilot ценятся в США, Канаде, Латинской Америке, странах ЕС, Ближнего Востока, Африки и СНГ.

В 2020 г. компания создала нейросеть, способную «видеть» поле с помощью камер и «водить» комбайны, не пользуясь при этом спутниковыми данными. За счет встроенной технологии машинного зрения автопилот объезжает препятствия, взаимодействует с другой техникой и моментально останавливается, распознав людей или внештатную ситуацию, что позволяет избежать аварий.

На российской территории функционирует свыше 1 тыс. комбайнов от Agro Pilot. На данный момент стартап работает над созданием автономных тракторов и ПО, с помощью которого один оператор сможет управлять несколькими машинами одновременно.

Мониторинг 24/7 и прогнозирование урожая

Дроны позволяют фермерам оценивать состояние земель, высаживать семена, контролировать объем сорняков, анализировать урожайность, эффективно бороться с вредителями, контролировать работу техники. По данным AeroNext, рынок агродронов в 2023 г. достиг 10 млрд руб.: к 2027 г. стоимость ниши может составить 737 млрд руб.

По итогам отчета АНО «Цифровая экономика», крупнейшими спонсорами и потребителями ИИ-технологий в АПК являются «Магнит», «Русагро», «Мираторг», «Русская аграрная группа». Эксперты НИУ ВШЭ спрогнозировали рост спроса на ИИ-технологии среди российских аграриев до 86 млрд руб. к 2030 г. В 2020 г. данный показатель составлял 3,9 млрд руб.

Одними из наиболее востребованных дронов в России считаются БПЛА от компании «Геомир», оснащенные RGB-камерами и ПО «Ассисагро». Беспилотники облетают все поле, производя запись с заданных ракурсов, после чего ИИ-система анализирует состояние посевов и предоставляет рекомендации, связанные с защитой растений.

Не менее востребовано ПО «Агроаналитика» от отечественного разработчика «Смартагро»: решение обрабатывает большие объемы информации, прогнозируя урожайность, подбирая удобрения и оповещая владельца об этапах созревания культур. Прогнозирование результатов является одним из наиболее острых запросов ниши, поэтому подобные программы не утратят своей актуальности в течение десятилетий.

Один из эффективных кейсов в 2022 г. продемонстрировала компания МТС, запустившая удаленное видеонаблюдение на предприятии «Маныч-Агро» в Ростовской области, специализирующемся на выращивании риса. Решения МТС позволили владельцам фермы наблюдать за складскими работами, состоянием продукции и перемещениями транспорта в онлайн-режиме. Сергей Игнашев, один из учредителей «Маныч-Агро», утверждает, что видеомониторинг снизил время простоя техники и повысил качество выполнения рабочих процессов.

В 2022 г. в Алтайском крае запустили систему агромониторинга, нацеленную на повышение урожайности: записи с дронов, наряду со спутниковыми данными, используются для анализа состояния почвы, уровня влажности и других факторов, влияющих на развитие культур.

ИИ на посевной

Беспилотники и ИИ-решения используются не только для наблюдения за участками и прогнозирования результатов, но и для посева семян. В Самарской области с помощью БПЛА поля засевают горчицей и донником, в Краснодарском крае успешно завершился эксперимент по посеву риса посредством беспилотников.

Результаты подобного посевного эксперимента в Самарской области, инициированного исследователями из СамГАУ, показали, что один беспилотник способен высадить около 20 кг семян, а для адаптации технологии под особенности земельного участка понадобится всего 2 дня.

Насекомоядный десант

Также дроны и сопровождающее их ПО используются для борьбы с вредителями. Российский стартап Flyseeagro, в отличие от большинства своих конкурентов, отказался от распыления пестицидов с беспилотников. Экологичный проект заменил яды энтомофагами – хищными насекомыми, которые поедают своих сородичей, вредящих полям.

По словам руководителя краснодарского стартапа Василия Птицына, насекомоядный десант эффективен против 463 видов вредителей. Основатели проекта утверждают, что технология Flyseeagro повышает выручку на 7,5% уже в первый год использования. На текущий момент решение компании используется в 21 российском регионе: ежегодно стартап обслуживает 40 тыс. га посевов сои, подсолнечника и кукурузы.

Коровы в центре инноваций

Процесс ухода за животными долго не поддавался автоматизации, так как помещения – не самая удобная и безопасная локация для роботов и беспилотников. Применение дронов сопровождалось ограничениями, а именно отсутствием GPS, недостаточной освещенностью, обилием физических препятствий. Проблему удалось решить с помощью автономных индустриальных дронов NTR Robotics, оснащенных сенсорами и способных воссоздавать точные 3D-модели помещений.

Российское животноводство внедряет не только дроны, но и ИИ-аппараты для доения и кормления скота. В 2022 г. на предприятии «Красный мак» в Ярославской области, где содержатся свыше 3500 коров, был запущен автоматизированный доильный зал. За 12 минут работы робот доит 100 коров, при этом осуществляя уход за животными и оценивая состояние их здоровья.

В 2018 г. на рынке автоматизированного животноводства появилась российская компания R-SEPT – поставщик роботов для доения и систем мониторинга надоев. Продукция стартапа используется как минимум на 100 фермах в Калужской области. По словам руководителя проекта Алексея Хахунова, расходы на внедрение технологии R-SEPT окупаются за год. Помимо доильных аппаратов, стартап предлагает робот для кормления Feed Pusher, который поставляет пищу в кормушки и следит за свежестью еды.

Непосредственное влияние на надои оказывают условия содержания животных. Существенный температурный перепад способен вызвать у коров проблемы с кожей, пищеварением и дыханием, а то и вовсе погубить скот. Исследователи из Пермского политеха создали алгоритм для улучшения микроклимата на фермах: система оценивает и регулирует влажность, температуру и воздухообмен, управляя кондиционерами, тепловыми пушками и вентиляцией. Результаты работы технологов из Перми были высоко оценены в Минобрнауки РФ. В дальнейшем ученые намерены адаптировать технологию под нужды птицефабрик и свиноводческих ферм.

Следить за здоровьем буренок фермерам помогают пилюли-болюсы. Система работает просто: корова проглатывает датчик, которые оценивает ее реакцию на питание и позволяет владельцам быстро корректировать рацион. Группа ученых из НИУ МИЭТ и Федерального научного агроинженерного центра ВИМ создала датчики, включающие в себя функции термометра, акселерометра и анализатора кислотности. Технология была внедрена на базе ЗАО «Павловская нива», расположенного в Воронежской области.

Коровам оказалось мало GPS-трекеров, отслеживающих их перемещения, и умных ошейников, мониторящих показатели здоровья на манер фитнес-браслетов для людей, поэтому они «заказали» себе аппараты для чесания. Производители откликнулись и выпустили автоматический массажер для коров. Аппарат не только поднимает буренкам настроение, но и улучшает их кровообращение, за счет чего надои увеличиваются на 2%, что немало в глобальных масштабах.

ИИ заботится не только о крупном рогатом скоте, но и о самых маленьких тружениках – пчелках. Пермский стартап Neurobee выпустил мобильное приложение для пчеловодов, позволяющее диагностировать болезни насекомых в удаленном режиме. Состояние пчелы напрямую влияет на ее жужжание – технология стартапа анализирует звук, записанные датчиком в улье, и передает сведения владельцу. Решение позволяет оперативно реагировать на развитие пчелиных болезней – всего за сутки Neurobee способна спасти целую пасеку от гибели. При этом технология сокращает временные затраты на обслуживание ульев в 2 раза. В 2021 г. стартап получит финансирование от ФСИ в размере 7 млн руб.: инвестиции помогут проекту пополнить библиотеку звуков и подготовить бесплатную версию приложения к выходу на глобальный коммерческий уровень.

От гипотез до пилотов: эволюция агроиндустрии в РФ

Аналитики компании «Ростелеком» исследовали 80 ИИ-проектов в агроиндустрии и пришли к выводу, что цифровизация способна повысить урожайность на 4% и увеличить объем собранной продукции на 5%. В числе факторов, препятствующих внедрению ИИ в АПК, специалисты «Ростелекома» отметили нехватку IT-экспертов, готовых работать с агроспецификой, отсутствие четких сценариев интеграции решений и дефицит данных, касающихся расходов на цифровизацию и сроков окупаемости затрат. С другой стороны, аналитики отметили переход процесса внедрения ИИ в агросектор от стадии проверки гипотез к этапу пилотных проектов и первых значимых результатов.