ИИ не забудет в поле ни одного зернышка
Студенты и аспиранты Донского государственного технического университета разрабатывают интеллектуальную систему учета зерна в процессе уборки. Программно-аппаратный комплекс может работать на базе любой агротехники.
Зерно важно не только вырастить, но и качественно убрать. Потери при уборке и доставке на элеватор – одна из самых недооценённых проблем в АПК. По оценкам экспертов, в среднем теряется до 10 % урожая. Причины – неправильно настроенная уборочная техника, плохая организация погрузки в транспорт и доставки. Поэтому борьба за качество уборочных работ не менее важна, чем работа над повышением урожайности. Уборочные работы нуждаются в цифровой модернизации и учете.
Цифровой мониторинг и учет
Над решением этой проблемы в Донском государственном техническом университете (ДГТУ) работают студент четвертого курса факультета «Информатика и вычислительная техника» Антон Черняев и аспирант первого курса кафедры «Приборостроение и медицинская инженерия» факультета «Автоматизация, мехатроника и управление» Даниил Чеботарев. Их проект называется «Экосистема агротехники в поле для учета и мониторинга зерна».
Они разрабатывают навесной программно-аппаратный комплекс (ПАК), который должен минимизировать потери зерна в процессе уборки при использовании трехзвенной схемы. С помощью ИИ система автоматизирует взаимодействие комбайнов, бункеров-перегрузчиков и зерновозов, отслеживает перемещение зерна между машинами, его вес и наполненность бункеров во время работы.
Технология учитывает масштабы российских угодий – система мониторинга может работать без GPS и сотовой связи, фактически автономно, через локальную сеть, которая покрывает всё поле. Разные машины можно объединить в сеть, в которой каждая единица техники становится равноправным узлом. Сеть хранит, передает и отправляет данные без подключения к Интернету на расстояние до 10 км. Растениевод может гибко настраивать процессы уборки и точность измерений количества зерна и геолокации без использования GPS на каждой единице техники. Затем, когда одно из устройств локальной сети получит доступ в Интернету, к нему будут стекаться все данные, и работник агрохолдинга через веб-сервис получит отчет о качестве работ и перемещении зерна.
Постоянное совершенствование ПАК
Еще одно преимущество технологии – качество ее работы можно постоянно совершенствовать, фактически собирая ПАК, как конструктор. На начальном этапе растениеводы могут не переплачивать за высокую точность, а затем постепенно докупать модули и датчики, улучшать качество измерений и добавлять новые возможности. При этом комплекс универсален – подходит для любой агротехники, как российской, так и зарубежной, что делает его удобным в современных хозяйствах.
«Меня вдохновляет возможность внести порядок и систему в такой важный процесс, как уборка зерна. Ведь с него начинается и хлебная промышленность, и животноводство. Это действительно облегчит труд механизаторов и агрономов», – подчеркнул студент Антон Черняев.
На проект обратили внимание промышленники, которые особо отметили, что разработка учитывает реальные российские условия работы: нестабильный интернет, необходимость работы без GPS на каждой машине, смешанный парк техники и ограниченные бюджеты аграриев.
«Mesh-сеть LoRa между комбайном, перегрузчиком и зерновозом, работающая без Интернета и GPS, – технически здравый подход. Модульность и привязка к 499-ФЗ – редкое сочетание регуляторного чутья и инженерной логики для студенческой работы. Ребята выбрали правильный вектор, но для получения серийного конкурентного продукта в перспективе потребуется интеграция с крупными игроками или проектами, а также системное взаимодействие инженеров с опытом работы с сельхозтехникой и промышленной электроникой», – подчеркнул Владислав Пигенко, директор Института перспективного машиностроения «Ростсельмаш» – передовой инженерной школы ДГТУ.
Экспорт зерна и технологий
Разработка студентов ДГТУ поможет быстрее интегрировать растениеводство в формируемую Единую цифровую платформу российского агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов, которая объединит федеральные государственные информационные системы (ФГИСы), в том числе, ФГИС «Зерно». Система может стать для ФГИС «Зерно» «полевым» источником данных об урожае и обеспечивать цифровую прослеживаемость продукции. Информация о реальных объемах зерна еще на этапе уборочной кампании поможет производителям оперативно принимать решения о продаже продукции, а государству – понимать ситуацию в отрасли, оценивать налогооблагаемую базу и регулировать рынок.
ПАК студентов ДГТУ – пример создания вузами технологической базы для формирующегося цифрового российского АПК. Снижение потерь при уборке увеличивает производство зерна и повышает рентабельность бизнеса.
С учетом того, что Россия давно обеспечивает себя зерном и стала одним из крупнейших игроков мирового рынка продовольствия, это позволит увеличить экспорт. При этом, как только новая система на практике докажет свою эффективность, она может стать экспортным товаром. Технология может быть востребована в дружественных странах с большими посевными площадями, нестабильной мобильной связью и смешанным парком техники.
