Как современные технологии меняют подход к ведению сельского хозяйства
Несмотря на довольно архаичные стереотипы, сельское хозяйство сегодня занимает чуть ли не лидирующую позицию по темпам внедрения передовых технологий. Более того, Россия является одним из самых активных участников этого процесса. Далее поговорим о том, как современные фермеры отбросили лопаты и грабли, взяв в руки смартфоны и планшеты.
Дроны
Наиболее очевидный сценарий применения квадрокоптеров в агропромышленном комплексе — мониторинг состояния полей. Речь идет об отслеживании местоположения сотрудников и рабочей техники, охране от проникновения вредных животных, создании регулярно обновляющихся точных карт пастбищ и прогнозирование объема урожая на той или иной территории. В США дроны используются даже для высадки лесов — летательный аппарат зависает над грядкой в строго указанном месте и «выстреливает» в почву семенами с силой, достаточной для проникновения семян на необходимую глубину.
Все это позволяют сделать уже существующие технологии, следующий шаг: с развитием мощности и дальности полетов БПЛА, а также увеличением емкости их аккумуляторов, появится возможность устанавливать на корпус дрона дополнительное оборудование:
- Более совершенные камеры позволят в автоматическом режиме проводить аэрофотосъемку с анализом содержания азота, влаги, подтопления и заболачивания почв — ранее для этого требовалось прибегать к услугам сторонних компаний, производящих съемку со спутника или малой частной авиации.
- Новые батареи выведут грузоподъемность даже относительно небольших квадрокоптеров на новый уровень, избавив фермеров от необходимости покупки дополнительной техники и найма большого количества сотрудников. Эксперты подсчитали, что использование дронов снижает стоимость посадки на 85%. Немаловажна и экономия времени: за час компактный и быстрый девайс может засеять 10 кв. км полей, человеку на это потребуется целый день. Кроме того, бОльшая емкость аккумуляторов означает и возможность длительного полета на весьма удаленные пастбища для контроля выпаса животных и поиск отбившихся от стада особей.
Естественно, как и любая технология, дроны не лишены недостатков, — прежде всего, это дороговизна, уязвимость перед сложными погодными условиями и невозможность сбора и обработки плодов. Но уже в обозримом будущем коптер для сельского хозяйства станет таким же необходимым помощником как комбайн или мультиватор. В России сегодня дроны задействованы лишь на 2–3% сельскохозяйственных угодий, однако учитывая общее количество предприятий в АПК, цифра получается внушительная.
Генная инженерия
Споры о целесообразности вмешательства в генетический код сельскохозяйственных растений и животных ведутся на протяжении долгих лет. Как бы там ни было, на сегодняшний день просто не существует других способов выращивания растений, устойчивых к вирусам. Изменение генотипа помогает решить проблему не только вирусов, но и более опасных вредителей — насекомых. Так, ученые из Бельгии и США успешно внедрили в клетку картофеля геном земляной бактерии, благодаря которому овощи смогли синтезировать инсектициды бактериального происхождения, что сделало эту культуру устойчивой к нападкам колорадского жука; тот же трюк удалось проделать и с хлопчатником, избавив его от угрозы уничтожения хлопчатой совкой.
Роботы
Использование человеческого труда на сельхозпредприятиях перестало быть выгодным, в этой индустрии уже сформировались классы, категории и подкатегории роботизированных машин. Роботы для использования в агропромышленном комплексе относятся к классу «полевых роботов», который, в свою очередь, входит в категорию сервисных роботов. Данная категория делится на узкопрофильные подкатегории вроде доильных систем, агроботов, роботов для земледелия и пр. Сегодня количество российских ферм, использующих автоматизированные системы ведения хозяйства, исчисляется, если не сотнями, то как минимум десятками, и это число неуклонно растет. В категории роботов для сельского хозяйства наиболее распространены доильные роботы и автономные трактора. Давайте рассмотрим подробнее каждую из этих подкатегорий.
Доильные системы уже не один год опережают по численности все остальные категории полевых роботов, в ближайшее время эта тенденция сохранится. Большинство существующих сегодня систем работают по принципу «добровольного доения, т.е. корова сама подходит к роботу в нужное время. Производительность одного такого робота составляет 1500–2000 литров день на 75 коров. Что касается стоимости оборудования для автоматизации молочных ферм, оснащение предприятия в 120–140 голов обойдется до 150 млн рублей плюс 150–250 тысяч рублей в год для расходов на обслуживание одной установки.
Роботизированные трактора могут похвастаться большим разнообразием форм и размеров, их классифицируют по функциональности:
- Безкабинные машины. Они отличаются меньшей стоимостью благодаря отсутствию места для водителя. Управление осуществляется в дистанционном режиме.
- Полностью или частично автономные трактора. В этом случае участие человека и вовсе не требуется, однако более распространены именно полуавтономные трактора — такие беспилотники позволяют доставить трактор на поле традиционным методом, после этого водитель покидает кабину и трактор занимается своими делами самостоятельно. Другой вариант использования частично автономных тракторов — работа в тандеме «человек-робот»: в то время как водитель управляет одним трактором вручную, второй, параллельно двигающийся аппарат, повторяет действия ведущего трактора.
- Комплекты для установки систем автопилотирования. Наверняка вы не раз слышали о стартапах, разрабатывающих установки, позволяющие быстро и недорого превратить обычный автомобиль в беспилотник. Здесь все практически то же самое, созданием подобных решений занимаются уважаемые бренды с многолетним опытом работы на международном рынке.
5G
Но ни дроны, ни умные датчики, ни автономные тракторы не смогут обойтись без быстрой мобильной связи. Основным преимуществом сетей пятого поколения являются минимальные задержки, и, если обычные пользователи ждут массового внедрения 5G из-за высоких скоростей передачи данных, то бизнес-клиентам эта технология интересна прежде всего возможностью реализации IoT, беспилотного транспорта и комфортным дистанционным управлением удаленной техникой.
Все эти концепции идеально вписываются в современное сельское хозяйство, особенно пресловутый Интернет Вещей — сегодня в аграрных предприятиях используются тысячи разновидностей датчиков, отслеживающих возраст животных, состав почвы, наличие заболевание у растений, расположение каждого животного на ферме, состояние продуктов на складе, степень готовности урожая к сбору, приближение осадков и пр. По прогнозам аналитического отдела издания Business Insider, количество умных датчиков в мировом агропромышленном комплексе увеличится с 30 миллионов в 2015 году до 75 млн в 2020.
К сожалению, на данный момент для мониторинга состояния хозяйства фермерам приходится использовать проприетарные системы небольшого радиуса действия. Из-за отсутствия 5G-сетей (или другой альтернативной технологии высокоскоростной беспроводной связи) поставщики таких систем не успевают за растущим спросом и не слишком заботятся о качестве выпускаемой продукции, намеренно ограничивая ресурс службы своего оборудования. Однако, если даже забыть про большие задержки нынешних мобильных сетей, подавляющее большинство ферм находятся вне крупных населенных центров, далеко за пределами покрытия LTE — ситуацию исправит повсеместное расположение базовых станций 5G, которое нам обещают сотовые операторы.
Искусственный интеллект
В современном сельском хозяйстве ИИ встречается ничуть не реже, чем в смартфонах и компьютерах. В первую очередь, он используется для анализа внешнего вида растений: с помощью тысяч загруженных фотографий искусственный интеллект учится своевременно выявлять проблемы с будущим урожаем, причем это касается как микросъемки для более точной диагностики, так и масштабных съемок со спутников и БПЛА для выявления масштабов распространения болезни или насекомых вредителей в тот момент, когда избежать «эпидемии» не удалось. Другие кейсы применения ИИ в сельском хозяйстве еще не так широко распространены, это: управление транспортом, составление расписаний автоматического полива почвы и распыления удобрений, мониторинг здоровья животных.
Итог
Все вышеописанные технологии относительно новы для АПК, в отличие от традиционного сельского хозяйства, у нас пока нет опыта длиной в несколько десятилетий, но уже сейчас можно говорить о том, что из нереспектабельного и физически тяжелого труда фермерство который год уверенно движется в сторону избавления от человеческого фактора. Однако это вовсе не тот случай, когда можно сказать «лень — двигатель прогресса» Нет, здесь все гораздо прозаичнее: по прогнозам ООН, к 2050 году население Земли вплотную приблизится к 10 млрд человек, причем, 2/3 из них будут проживать в мегаполисах, то есть помимо того, что необходимо будет как-то прокормить эти 10 миллиардов, заниматься выращиванием продовольствия будут единицы — именно поэтому сегодня инвестируются баснословные суммы в удешевление, автоматизацию и повышение производительности сельского хозяйства.
Полный текст статьи читайте на Компьютерра
