Передовые технологии и сельское хозяйство — ещё недавно такая связка выглядела футуристично, но сегодня российские и мировые аграрии уверенно используют новейшие достижения для круглогодичного выращивания культур, получения зимостойких и неприхотливых сортов с высокой урожайностью, улучшения структуры почвы, методов полива и внесения удобрений. Расскажем, как дроны, роботизированные аппараты, круглосуточное отслеживание химического состава почвы и другие новации помогают снизить затраты на продукцию и обеспечить её высокое качество.

Виртуальное сельское хозяйство: как с помощью симуляций повысить урожайность и не только

В сельхозпроизводстве технологию ВР сравнивают с внедрением интернета в бизнес–пространство. Сравнительно недорогой инструмент уже приводит к революционным изменениям в растениеводстве и животноводстве, а они нам понадобятся. По прогнозам, к 2050 году нужно увеличить производство продовольствия минимум на 70%, поскольку население достигнет 9,8 млрд человек. Первые новации уже работают.

Спутники в помощь фермерам

Благодаря наблюдениям за полями, стадами, производительностью техники с орбиты работники сельского хозяйства получают оперативные данные, чтобы вовремя реагировать на проблемы. Агентство Northern Sky Research приводит прогноз использования спутников на 2029 год: только в секторе АПК количество превысит 790 тыс единиц.

Что даёт мониторинг урожая

Фермерам уже не нужно тратить много усилий, чтобы оценить, как идет процесс созревания и оценить предполагаемый объём урожая. Ситуацию можно протестировать и скорректировать с помощью ВР–технологий. Дроны периодически облетают поля и загружают данные в систему, сюда же добавляются сводки о прогнозах погоды и оптимальные приёмы ухода за растениями. Актуальная информация по поливу, внесению удобрений и другим приёмам культивации помогает сократить расходы и сберечь урожай.

Новые возможности ветеринарной диагностики

К процессу наблюдения за состоянием животных можно привлечь специалистов по всему миру. Ветеринар, который ставит диагноз, становится глазами и руками для всех участвующих в процессе. Консилиум наблюдает за обследованием и выносит коллективное решение о состоянии пациента. Гарнитуру Microsoft Hololens уже используют для удалённой диагностики людей. На очереди домашний скот.

Как работает точное земледелие

Благодаря интеграции виртуальной реальности с данными дронов фермеры могут наглядно представить результаты своей деятельности и более обоснованно принимать решения. Например, в США беспилотники для мониторинга полей проводят диагностику посевов. Данные используют для моделирования процессов роста. На основании полученных сценариев разрабатывают графики внесения подкормок. Похожие системы задействуют в засушливых областях Китая, Индии, Ганы. На этих территориях они помогают принимать решения о точечном орошении поливных площадей.

Для чего коровам VR–очки

Жизнь в тесном стойле сказывается на состоянии коров. Они чаще болеют, становятся вялыми, в результате снижаются надои молока. Эксперимент показал, что ситуацию можно исправить. В Подмосковье животным надели очки виртуальной реальности, демонстрирующие зелёные пастбища. У подопытных животных уменьшилась тревожность, а выработка молока увеличилась на 22%. Российскую практику подхватили в Турции. Фермер Иззет Косак приобрёл VR–очки для своих коров, подтвердив результат российских новаторов.

На подмосковных коров надели VR-очки

Виртуальное обучение для фермеров

Через мир, созданный с помощью технических средств, работники АПК знакомятся с возможностями разных видов техники, получают знания о нюансах севооборота, состояния почвы и здоровья скота. Представьте начинающего фермера, который надел гарнитуру виртуальной реальности и оказался посреди поля. Программы и приложения моделируют различные ситуации, благодаря которым специалист может закрепить теоретические знания на практике.

Удивительно, но благодаря ВР сельская практика становится более реальной, понятной и близкой даже для тех, кто до недавнего времени не имел представления, откуда берутся продукты. Так, мировой гигант быстрого питания Mc’Donalds разработал симуляцию, чтобы познакомить общественность со своими поставщиками. Любителям фастфуда больше не приходится сомневаться, откуда берётся еда.

Роботы выходят на поля

С приходом цифровых технологий аграрный сектор рассматривается как одна из самых привлекательных отраслей для инвесторов, заинтересованных в автоматизации отрасли. Потенциал этой сферы превосходит строительство, торговлю и страхование. Сегодня сельхозпроизводители могут не только масштабировать производство, но и снижать риски своей деятельности, благодаря чему АПК получил зелёный свет для вложений.

Сельским хозяйством заинтересовалось огромное количество стартапов, предлагающих свою помощь агропромышленному комплексу.

Как используют роботов на полях:

• EcoRobotix для прополки сорняков (Швейцария). Благодаря точечному использованию оборудование сокращает количество сорняков на 70%. Беспилотный пропольщик распознаёт ненужные растения по месту, экономя до 80% ресурсов. В результате фермерам больше не нужно распылять дорогостоящие и токсичные гербициды по всему полю.

Ecorobotix — автономный робот для прополки рядовых культур

• Беспилотный трактор John Deer 8R (США). Техника оснащена шестью парами стереокамер. Изображения передаются через нейронную сеть. На анализ пикселей уходит 100 миллисекунд. В комплектации с чизельным плугом трактор выполняет глубокую вспашку. В процессе работы он может различать сорняки и полезные культуры, отбирая растения для удаления.

БЕСПИЛОТНЫЙ ТРАКТОР JOHNDEERE

• Xaver — посев, уход и уборка урожая (Германия). Небольшие универсальные роботы обслуживают поля роем. В этом случае выход из строя одного агрегата никак не влияет на производительность группы. Техника готова к круглосуточному выполнению задач, что оказывает неоценимую помощь хозяйствам в самое тяжёлое время посевной и уборки.

Fendt dévoile sa nouvelle génération de robots Fendt Xaver

• Система автономного управления сельхозтехникой Cognitive Agro Pilot (Россия). Роботизированные технологии позволяют обрабатывать поля с высокой точностью позиционирования в пределах нескольких сантиметров. Работа ведётся в круглосуточном режиме, без аварий, простоев, с экономией топлива на 7% — о чём ещё мечтать фермеру.

Сбербанк и Cognitive Pilot запускают умный комбайн на полях ведущих агрокомплексов РФ - PrimaMedia.ru

• Автоматизированный сборщик томатов Syngenta (США). Сегодня доля уборки урожая помидоров составляет 30% от стоимости продукта. Эту цифру можно сократить с помощью использования роботизированного оборудования. В сезон машины Four Growers с искусственным интеллектом практически непрерывно собирают томаты, ориентируясь на заданные показатели спелости.

• Пастух и пропольщик SwagBot (Австралия). Робот спроектирован как «специалист широкого профиля». Его можно задействовать в процессах по уходу за домашним скотом для обследований труднопроходимой местности. Техника анализирует окружение и направляет животных на безопасные пастбища. Одновременно с мониторингом стада машина пропалывает сорняки.

Чем могут помочь дроны

В отличие от пилотируемых аппаратов беспилотники делают процесс обработки данных во время мониторинга полей быстрее и продуктивнее. Дроны легко совмещаются с разными типами приборов, например, ИК–камерами, ультразвуковыми отпугивателями птиц и грызунов, что упрощает переход к точному земледелию.

Вооружившись искусственным интеллектом, беспилотник переходит на новый уровень, например, может распознавать и уничтожать сорняки с точностью 96%. В этом случае гербициды используются не сплошным охватом поля, а точно по месту. За один пролёт или 14 минут работы аппарата обрабатывают около 20 га земли.

По оценкам Deloitte, только в 2023 году аграрная отрасль получила около 8 млн дронов. Ожидается, что к 2032 году этот рынок вырастет в 20 раз.

Что сделано в России:

• Дронопорт «Степь». Автономная станция создана для базирования летательных аппаратов, обслуживающих поля. Устройствами управляют дистанционно из любой точки мира. Беспилотную флотилию используют для аэрофотосъёмки, наблюдений за состоянием площадей, мониторинга и управления технологическими процессами. Станция работает в круглогодичном режиме.
• Дроны в посевной компании. Первые эксперименты провели в Самарской области. Здесь летательные аппараты не просто мониторят территорию, но и засевают поля горчицей и донником, обрабатывают молодые ростки от вредителей.
• Беспилотники для картофельных полей. Выращивание «второго хлеба» без участия человека опробуют в Чувашии. Дроны задействовали для посадки клубней и защиты растений. В ближайшей перспективе беспилотный флот планируют привлечь к сбору урожая.

Инноваций в сельскохозяйственном секторе действительно много, но пока они слабо связаны между собой. Необходимо не просто упорядочить внедрение роботов, но держать курс на полную автоматизацию. Положительные примеры внедрения новаций уже есть. Цифровизация в отрасли снижает затраты на удобрения, средства защиты растений и топливо на 20% и более, как показывает практика США, Китая, Германии — мировых лидеров в этой сфере.

Таким образом, автоматизация фермерских хозяйств может помочь решить две проблемы, от которых фермеры страдают уже несколько лет: растущие затраты на химикаты и затруднения с рабочей силой.

Эксперты уверены, что только роботизация посевов, обработки полей, прополки сорняков и сбора урожая увеличит эффективность хозяйств минимум на треть. Параллельно с внедрением роботов и новых бизнес–моделей управления важно объединять фермеров, агрономов, животноводов, производителей техники и удобрений, логистические компании в единую сеть.

Интенсивное землепользование — это хорошо, но его необходимо сделать разумным. Иначе новшества приведут к новой проблеме — истощению полей. Хорошая новость: этим вопросом уже занимаются.

Что такое регенеративное земледелие

Одно из активно развивающихся направлений в мировом АПК — регенеративное земледелие. Сегодня аграрная отрасль производит 25% мирового объёма парниковых газов. Эта сфера стала главным виновником загрязнения, эрозии и обеднения почв. Около трети полей уже непригодны для выращивания растений. Кроме того, сельскохозяйственная деятельность приводит к гибели пчёл, собирающих пыльцу с культур, обработанных инсектицидами.

Эти и многие другие проблемы решает регенеративное земледелие. Способ опирается на современные стандарты выращивания органических культур. Здесь все процессы рассматриваются как единая сеть, в которую вплетены растениеводство, животноводство, методы ухода с круговоротом ресурсов. Ничто не вредит окружающей среде и ничего не пропадает. Подход поможет оздоровить почву, а в долгосрочной перспективе справиться с изменениями климата, вызванными деятельностью человека.

Выводы

Привлечение роботов к процессам обработки и орошения земли, выращивания растений и домашнего скота увеличивает продуктивность сельского хозяйства, позволяя отказываться от неэффективных и опасных методов работы, например, от использования химикатов. Важно, что новации снижают расходы и риски, связанные с производством продукции. И это подталкивает фермеров к внедрению технологий.

Мы стоим на пороге интеллектуальной революции в аграрной сфере. Роботизация не просто поможет с продовольствием растущему населению планеты, она оздоровит состояние почвы, водных ресурсов, повысит урожайность культур и создаст нормальные условия содержания домашнего скота. Пока VR–очки для коров мы воспринимаем как интересную новинку, но завтра они — в ряду прочих инструментов — станут повседневной реальностью, которая улучшит наш мир.