Умные фермы. Как искусственный интеллект меняет сельское хозяйство

Фото: Dina Litovsky / Redux for The New Yorker.

За следующие 30 лет население Земли увеличится еще на четверть, достигнув почти 10 млрд, прогнозируют демографы. При этом ресурсов в мире больше не станет — площадь пахотных земель постоянно сокращается, а пресная вода вообще может стать дефицитом к середине века. Как же прокормить растущее население планеты? Решение уже готово — искусственный интеллект помогает фермерами более эффективно использовать воду и удобрения, бороться с сорняками и вредителями, получать точные прогнозы погоды и заодно предупреждать эпидемии опасных болезней.

Продвинутые фермеры

Есть распространенный стереотип, что сельское хозяйство — консервативная отрасль, в которой ничего интересного не происходит. На самом деле, эта индустрия постоянно меняется! Только представьте: за какие-то несколько веков крестьяне перешли от ручного труда к использованию тракторов и другой техники. Прогресс не остановился и в наше время: новые удобрения помогают получать больше урожая, а генетика позволяет создавать растения с удивительными свойствами.

Сегодня фермеры во всем мире внедряют искусственный интеллект. Умные фермы используют компьютерное зрение для распознавания сорняков, а датчики контролируют состояние посевов. Вот несколько примеров:

• Российская компания iFarm запустила систему, который выявляет отклонения в росте культур на вертикальных фермах. Чтобы выяснить, что не так с растением, фермер фотографирует его и отправляет в телеграм-бот, который использует компьютерное зрение, чтобы определить проблемы роста.
• Одна израильская компания создала целый комплекс из камер и сенсоров для мониторинга полей в режиме реального времени. Проанализировав данные, система заранее предупредит, когда появятся первые признаки заболеваний растений.
• Итальянские разработчики придумали технологию, которая помогает экономить воду и энергию, анализируя влажность, температуру и прогнозы погоды. С ее помощью фермеры могут не тратить зря воду и включать полив только тогда, когда это действительно нужно.
• Microsoft разработала систему Project FarmBeats, которая объединяет датчики, измеряющие температуру и влажность почвы, и дроны, которые следят за посевами с воздуха.
• По прогнозу аналитиков Deloitte, в будущем 80% всех беспилотников мира будут заняты в сельском хозяйстве. Сегодня дроны участвуют в посадке деревьев, а скоро их можно будет использовать и для других задач.

Роботы на полях

Фото: Валентина Пичурина/РГ.

Казалось бы, нет более далеких друг от друга явлений, чем навоз и роботы. Но уже появились решения, которые их объединили. Американский производитель тракторов выпустил особый датчик, который измеряет содержание питательных веществ в навозе, а затем автоматически регулирует его распространение. Получается очень эффективно: ценный ресурс не расходуется впустую. Технологии добрались и до самих коров: по оценке фермеров, роботизированные системы доения позволяют получать на 15% больше молока.

Кстати, на российских полях тоже можно встретить настоящих роботов. Например, в Курганской области беспилотный комбайн самостоятельно передвигается по полю, правда, ему все же нужна помощь человека, чтобы правильно настраивать механизмы для сбора урожая. Но полная автоматизация не за горами.

Один швейцарский робот способен ежедневно обрабатывать по три гектара посевов. Его алгоритмы умеют находить сорняки среди полезных культур. В итоге робот опрыскивает небольшими дозами гербицидов только вредные растения, сокращая объем используемых химикатов в два-три раза.

Интересно, что некоторые российские разработки в области беспилотных устройств оказываются проще и эффективнее зарубежных аналогов. Так, отечественная компания Cognitive Technologies создала систему автономного управления комбайном, которая не использует дорогостоящие лидары (лазерные сканеры) — вместо этого она состоит из всего одной видеокамеры с компьютерным зрением. Это значит, что российские комбайны-беспилотники будут дешевле и доступнее для фермеров.

Впрочем, роботов-комбайнов инженерам уже мало — они придумывают устройства, способные самостоятельно собирать ягоды и фрукты.

Так что сельское хозяйство будущего — чрезвычайно интересная сфера, где будут востребованы не только агрономы и фермеры, но и разработчики, инженеры и аналитики данных. Скучно точно не будет.

Этот материал я подготовил специально для проекта РДШ-Наука. Подпишитесь на его страницу в «Вконтакте».

Что дальше?

Научиться:

• Основы рационального использования агроландшафтов — Санкт-Петербургский государственный университет
• The Future of Farming: Exploring Climate Smart Agriculture — University of Reading
• Роботы в сельском хозяйстве. Роботы фермеры, агроботы и сельское хозяйство будущего — ПРО Роботов

Прочитать:

• Сельское хозяйство — Атлас новых профессий
• Роботы наступают — Новое сельское хозяйство
• Интернет вещей: Будущее уже здесь — Сэмюэл Грингард