Цифровые технологии в сельском хозяйстве. Часть 1

Российский агропромышленный комплекс (АПК) показывает уверенный рост внутреннего производства, вместе с тем дальнейшему повышению производительности предприятий препятствует низкий уровень применения цифровых решений. Опыт свидетельствует, что цифровизация сельского хозяйства заключает в себе огромный потенциал развития.

По итогам 2023 г. по уровню цифровизации АПК России занимает восьмое место и уступает ряду стран "большой семерки" и БРИКС, что подчеркивает важность цифровой трансформации отрасли, внедрения новых технологий, в том числе на фоне возрастающей конкурентной борьбы за продовольственные рынки мира.

В настоящее время размер рынка интеллектуальных технологий сельского хозяйства России составляет около 1,2% от мирового, при этом минимальный экономический эффект от внедрения умных технологий в сельское хозяйство России к 2025 г. может достичь 469 млрд руб. [2].

Особенности цифровизации АПК в России

Внедрение цифровых решений в АПК России характеризуется тем, что "цифру" активно внедряют прежде всего крупные вертикально интегрированные агрохолдинги ("Русагро", "ЭкоНива", "Мираторг", "Черкизово", "Продимикс", "Доминат", Агрокомплекс им. Н.И. Ткачева, "ПрогрессАгро"), тогда как в средних и малых хозяйствах цифровизация происходит скачкообразно и характеризуется внедрением отдельных элементов с наименьшими сроками окупаемости (тактика "быстрых побед").

Малый сельскохозяйственный бизнес в основном является потребителем узкоспециализированных цифровых сервисов, таких как решение задач автопилотирования отечественной/китайской сельхозтехники (некоторые из которых устанавливаются уже на конвейере), контроля расхода ГСМ и удобрений, контроля качества кормов и ветеринарных показателей поголовья, а также продвижения и сбыта продукции. Многие собственники малых сельхозпредприятий на данный момент считают использование сложных комплексных ИТ-систем скорее нецелесообразным ввиду недостаточной ценности и малого объема собираемых данных, ограниченного доступа к инфраструктуре, недостатка квалифицированных кадров на местах, высокими затратами на перевооружение и проблем с безопасностью и конфиденциальностью.

В 2024 г. появился пришедший к нам из-за границы тренд взлома ИТ-систем, действующих в вертикально интегрированных холдингах [3]. К примеру, в Европе фермеры теряют поголовье из-за хакерских атак на роботизированные аппараты и при отказе платить выкуп мошенникам, а также из-за блокировки последними доступа к жизненно важным данным [4], что ставит вопрос безопасного и взвешенного использования "цифры", в том числе в соответствии с требованиями законодательства [5].

Тем не менее товаропроизводители отмечают, что ИТ-решения в целом помогают отслеживать и контролировать все этапы производства "от поля до полки", кроме того, цифровые платформы помогают связать региональных сельхозпроизводителей с покупателями как внутри страны, так и за ее пределами, что создает новые возможности для развития производства и увеличения объемов экспорта продукции АПК. Востребованы системы, которые упрощают процесс принятия решений, позволяют минимизировать факторы неопределенности и улучшить бизнес-показатели.

Рис. 1. Уровень цифровизации АПК в разных странах [1]

Что могут цифровые технологии

Представленные на российском рынке технологии, безусловно, полезны и способны сократить риски, повысить эффективность производства, при этом технологический потенциал АПК постоянно растет. За последние два года количество агротехстартапов в России увеличилось на 30%, при этом большая их часть занимается точным земледелием, Интернетом вещей и биотехнологиями [6], что требует от предприятий достаточного уровня управленческой и цифровой зрелости, наличия соответствующих кадров и инфраструктуры, чтобы быть уверенным, что решение будут реализовываться и приносить пользу.

И эта тенденция только будет набирать обороты, технологии имеют огромный потенциал в сопровождении производственной деятельности в АПК. "Цифра" сможет помочь моделировать природоподобные технологии, что даст представление о механизмах существования сельскохозяйственных культур, животных и позволит сформировать программные продукты на их основе, чтобы обеспечить  создание полноценных цифровых двойников производственных процессов, что поможет сократить сроки поиска производственных решений, обеспечит необходимыми инструментами селекцию (к примеру, в создании коров, поедающих борщевик без ухудшения качества молока; свиней, не болеющих африканской чумой; свиней или овец, поедающих камыш или колючки и дающих хорошую шерсть и мясо и т.п.), поможет в прямой идентификации необходимых генов, ответственных за различные признаки, позволит прогнозировать процесс отключения защитных функций у болезней и вредителей, моделировать разработку более эффективных методов производства продукции (к примеру, повышения полезности кромов за счет увеличения применения аминокислот, изменения работы бактерий, отвечающих за их выработку, расшифровки структуры выработки аминокислот и внесения в процесс нужных человеку изменений), умных биологических удобрений, а также других важнейших процессов производства продукции.

Ярким примером использования технологий является расшифровка генов фузариоза (поражает около 150 с/х культур), генетически гриб смогли заставили думать, что он обеспечен ресурсами и ему не надо заражать растения.

Другие примеры: выведение теленка с заблокированным геном подверженности лейкозу, или новая порода пчел, способных выдерживать температуру до +50 ˚С, или расшифровка генома картофеля. Метод разработки системы сортовой мозаики применяется в рамках контроля и управления фитопатологической ситуацией в агроценозах пшеницы и представляет собой мозаичное размещение сортов, различающихся по степени устойчивости к болезням, – это позволяет опережать патогены через быструю сортосмену, оптимизировать фитопатологическую ситуацию и стабилизировать валовые сборы зерна озимой пшеницы, снизить количество химических обработок.

Изучение генов чеснока позволило установить 27 последовательностей в геноме SWEET, которые отвечают за транспортировку сахара внутри растения; эти последовательности способствуют росту чеснока и помогают защитить его от заражения грибком.

Одни и те же цифровые технологии могут быть использованы для разных кейсов, например для составления карт чрезвычайно сложных погодных условий и моделирования изменения климата, но также и в маркетинге при анализе меняющихся предпочтений потребителей и их влияния на потребление.

Примером использования инструментов искусственного интеллекта для моделирования является опыт Сбера, который разработал модели прогнозирования климатических рисксобытий (пожаров, наводнений, штормов, таяния вечной мерзлоты) и расчета их экономических последствий, модели прогнозирования климатических рисков, модели оценки убытков, которые позволяют точно оценить возможные потери, что в том числе, вероятно, может быть использовано в системе агрострахования и вывести его на новый уровень, создать полноценный, востребованный у бизнеса инструмент, сохранить урожай или сельскохозяйственных животных [7], минимизировать последствия от их потери.

Кроме того, Сбер создал цифровой двойник для ведущего российского производителя растительных масел группы компаний ГК "Благо" на базе платформы SberMobile IIoT Platform и программно-аппаратного комплекса "Цифровое производство". Платформа SberMobile IIoT Platform позволяет создать цифровую копию производственных активов и процессов производства от этапа обезличенной приемки сырья, переработки до выпуска готовой продукции.

Внедрение платформенного решения позволит исключить затраты на объединение решений автоматизации всех переделов продукции, создать единое облако производственных данных и построить процесс принятия решений на основе данных непосредственно с датчиков и производственных линий с использованием технологии машинного обучения.

Цифровые технологии помогают следить за состоянием сельскохозяйственных культур и предпринять необходимые действия для обработки полей, прогнозировать урожай. На основе исторических данных можно построить карту урожайности с учетом рельефа поля, географии и других характеристик, обнаружить заболевания на ранней стадии или распознать вредителей, спрогнозировать появление болезней и вредителей на поле.

В ближайшие годы продолжится изучение путей развития производственных технологий и методов в растениеводстве, животноводстве и других агросегментах, основанных на природоподобных технологиях. Актуальность проблемы вызвана не только усугубляющимся климатическим кризисом, но и необходимостью интенсификации развития территорий за Уралом, в Центральной и Восточной Сибири.
В качестве примера можно привести исследования по развитию северных территорий РФ (лесотундры, тундры) как перспективных экосистем, основанных на принципах плейстоценовых парков. К исследованиям подключаются и крупные сельхозпроизводители, такие как группа компаний "ЭФКО". Цифровизация природоподобных технологий – это полностью открытая и перспективная ниша.

Роль квантовых вычислений и суперкомпьютеров

На пути обеспечения полноценной возможности использования собираемых данных или прогнозирования развития производства важное значение имеют вычисления, моделирование на основе в том числе квантовых вычислений в целях сокращения времени реакции на выявленные риски или моделирования необходимых свойств продукта, прогнозирования результата по усилению и закреплению признаков, полезных для человека, через раскрытие новых возможностей генов.

Использование возможностей суперкомпьютеров позволит обеспечить развитие многих технологий, влияющих на отрасли экономики, и АПК не исключение, что поможет совершенствовать производственные процессы, повысить продуктивность сельскохозяйственных культур и животных, увеличить потенциал и конкурентоспособность. Цифровые платформы способны повысить производительность труда, снизить нагрузку на почву за счет сокращения использования удобрений, средств защиты растений, нивелируют проблемы, связанные с типом почв, а также могут улучшить благосостояние животных.

Однако, по рейтингу тор-500 [8] суперкомпьютеров 2023 г., Россия находится на 63-м месте с суперкомпьютером "Ляпунов" от Яндекса, на 66-м месте с Christofari Neo и на 118-м месте с Christofari от Сбербанка. Суперкомпьютер отделившегося от Яндекса проекта Nebius занял 16-е место. Ранее, в 2021 г., в аналогичном рейтинге наши суперкомпьютеры от компании "Яндекс" занимали 19-е ("Червоненкис"), 36-е ("Галушкин") и 40-е ("Ляпунов") места, два суперкомпьютера от Сбербанка – 43-е (Christofari Neo) и 72-е (Christofari), Lomonosov-2 от Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова – 241-е, а также в рейтинге на 294-м месте присутствовал Grom от компании МТС [9].

Лидерами рейтинга среди стран с суперкомпьютерами в 2023 г. стали США и Китай, которые получили большинство строк в рейтинге тор-500, на долю США приходится 161 вычислительный комплекс, на долю КНР – 104 самых мощных в мире суперкомпьютера, на территории Северной Америки в целом расположен 171 комплекс, в Азии – 169, в Европе – 143.

Наиболее мощным суперкомпьютером в глобальном масштабе является Frontier, установленный в Национальной лаборатории Окриджа (ORNL) Министерства энергетики США, производительность этой системы достигает 1,194 Эфлопс. На втором месте – Aurora, который размещен в Аргонской национальной лаборатории (ANL) Министерства энергетики США, его производительность составляет 585,34 Пфлопс [10].

Стоит обратить внимание на данные факты, и в целях развития отрасли, системы прогнозирования необходимо стимулировать увеличение вычислительных мощностей, в том числе для замещения иностранных технологий, ушедших с российского рынка, обеспечения технологического суверенитета в АПК России и продвижения российских технологий на рынок стран СНГ, Азии и Африки.

Развитие технологий с большой долей вероятности позволит консолидировать рынок, а основные игроки будут расширяться и инвестировать в свой бизнес; вероятны слияния и поглощения, расширения, партнерские отношения и запуск продуктов.

Пример цифрового хозяйства

Примером образа, который рисует возможное будущее или подчеркивает пример разумной цифровизации, является Hand Free Hectare (Англия), где благодаря цифровизации автономные тракторы и дроны вырастили на территории 2,5 га 4,5 т ячменя. Люди автоматизировали все процессы, от посева семян до сбора урожая.
Машинами управляет техперсонал из диспетчерской, дроны со встроенными мультиспектральными датчиками производят съемку угодий, небольшие сельскохозяйственные машины берут образцы земли, оценивают ее и подбирают необходимые минудобрения, камеры в режиме реального времени оповещают о вредителях или сорняках. Однако проект заморозили; только разумные подходы в цифровизации, позволят решить стоящие перед бизнесом задачи, не обременяя его дополнительным функционалом и затратами.

Что обеспечит цифровизация АПК

Компании, вероятно, представят новые линейки продуктов в сотрудничестве с другими фирмами для диверсификации бизнеса в области цифрового сельского хозяйства, ориентируясь на задачи стратегического направления цифровой трансформации агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов России, что позволит обеспечить:

• достижение установленных показателей цифровой зрелости отрасли сельского хозяйства;
• достижение индекса интеллектуальной зрелости;
• обеспечение уровня продовольственной независимости РФ;
• повышение эффективности производственных процессов;
• повышение доступности продукции отрасли за счет использования цифровых решений;
• подготовку высококвалифицированных кадров, обладающих цифровыми компетенциями;
• совершенствование подходов к разработке и использованию цифровых продуктов;
• обеспечение полноты и достоверности отраслевых данных Минсельхоза и Росрыболовства;
• улучшение качества планирования процессных мероприятий Минсельхоза и Росрыболовства;
• сокращение теневого оборота продукции отрасли;
• повышение технологической независимости от иностранного программного обеспечения посредством стимулирования спроса на отечественные технологические решения и внедрения конкурентоспособного отечественного программного обеспечения и программно-аппаратных комплексов, в том числе созданных на основе сквозных технологий и искусственного интеллекта на базе машинного зрения.

Внедряемые решения

Рассмотрим по направлениям, какие системы, оборудование и техника уже внедряются в сельском хозяйстве и какие задачи они решают.

Растениеводство

В российском растениеводстве активно внедряются системы для управления сельскохозяйственным производством. Сервисы решают следующие задачи:

• выбор оптимальных культур на сезон;
• выбор оптимальных технологий возделывания культур;
• выбор подходящих семян, рекомендации по срокам сева;
• выдача рекомендаций по срокам полевых работ и полевым осмотрам;
• определение сорняков и рекомендации по обработкам гербицидом;
• прогнозирование и определение болезней и рекомендации по фунгицидным обработкам.
  

Отдельно стоит подчеркнуть роль роботов, которые начинают автономно поддерживать или выполнять посев, сбор урожая, или прополку, или раздачу кормов и выпас скота и т.п.

Молочное животноводство

В молочном секторе многие фермы используют высокоавтоматизированные линии для доения, которые не только осуществляют саму операцию, но и контролируют состояние животных, уровень надоев, качество молока от каждой конкретной коровы, создают и поддерживает нужные условия, обеспечивают систематизацию водоснабжения, разработку кормов, препаратов и их раздачу, обработку молока и линии доения коров, поиск больных животных, крупного рогатого скота в перегуле. Решения позволяют владельцу в режиме реального времени узнавать все о состоянии стада, его благополучии, уровне надоев, усвояемости кормов. Предложение отечественных производителей комплексных линий пока отстает от лучших зарубежных образцов, включая китайских производителей.

Птицеводство и животноводство

В птицеводстве можно планировать, моделировать работу на птицефабрике, вести учет инкубации, контролировать содержание родительского стада, молодняка, контролировать сортировку, упаковку, продажу яиц, разрабатывать и вести отчетность.

Роботы используются для автоматизированной стрижки овец, доения и кормления коров, для уборки коровников и конюшен. Автоматизированные роботизированные системы приносят в сельское хозяйство эксплуатационную гибкость и экономию средств и времени, они позволяют исключить рутинно повторяющуюся и часто тяжелую ручную работу, "цифра" позволяет фермерам отслеживать удаленные местоположения и ежедневно получать подробную информацию о каждом животном: здоровье, плодовитость, перемещение, нахождение, количество корма и необходимость пополнения его запаса.

Примеры цифровых внедрений в АПК

Анализируя полученные данные, сельскохозяйственные товаропроизводители принимают важные управленческие решения для повышения эффективности и производительности.
Отметим некоторые внедрения на крупных и малых предприятиях.

Геомир – "История поля"

Управление растениеводством, аналитика, контроль техники и фитосанитарного состояния полей. Владелец компании "Ассистагро" отмечает, в частности, рост урожайности, оптимизацию норм гербицидов, контроль густоты посева. Платформа объединяет цифровые возможности техники различных производителей, автоматизацию процессов, сбор аналитики.

Digital Agro

Программно-аппаратный комплекс для мониторинга техники, технологических процессов, обработки и преобразования данных телеметрии, а также ведения всей экономической деятельности компании в едином цифровом контуре.

Агросигнал

Единая платформа и мобильное приложение для эффективной работы всех подразделений предприятий на каждом этапе полевых работ, от планирования севооборота и формирования годового бюджета до мониторинга работы техники и сотрудников и учета готовой продукции. Учет транспортных работ. Ведение оперативных планов и графиков смен, создание индивидуальных и групповых отчетов, привязка информации о перевозимом грузе.

РСМ "Агротроник"

Система мониторинга и контроля сельскохозяйственной техники (параллельного вождения с автопилотом, использующим видеонаблюдение), производитель Ростсельмаш (Россия).

Система параллельного вождения

Автопилот, использующий видеонаблюдение, от Кировского завода. Совместная разработка с Cognitive Technologies (Сбер), Россия.

ИТЕЛМА

Проектирует и производит программно-аппаратные комплексы, основанные на технологиях пространственного позиционирования, сенсоров и обработки сенсорной информации, машинного зрения, искусственного интеллекта и облачных технологий, в том числе создания высокоавтоматизированных и беспилотных транспортных средств. В апреле 2024 г. запущен в серийное производство автопилот для сельскохозяйственной техники на новом заводе в Москве.

Самоходные опрыскиватели-разбрасыватели

Самоходные опрыскиватели-разбрасыватели линейки "Туман" ООО "Пегас-Агро". Это завод – предприятие полного цикла, от проектирования до выпуска готовой продукции с системой параллельного вождения и дифференцированного внесения агрохимикатов. Совместно с российской компанией GreenScanner им ведется разработка технологии интеллектуальной системы сенсорных форсунок для оптимального расхода агрохимии (замещая интеллектуальную систему форсунок AmaSpot от AMAZONE).

АГРОштурман

Система параллельного вождения, контроля высева и вылива, радионавигационных приемников и РТК-станций под брендами "ГлоНАШ", "Курсач", "Вожак".

АвтоГРАФ

Используется для анализа расходования средств производства: топлива, удобрений, времени; помогает в организации рациональной логистики, контроля соблюдения требований, объемов урожая.

Полевод

Мобильное приложение для электронных устройств от Direct.Farm.

ПЛИНОР

Программное обеспечение для племенного животноводства, хранения и обработки информации по племенным животным, а также информационно-консультационное обслуживание молочного и мясного скотоводства, овцеводства и оленеводства.

ПАВЛИН технологии

Бесконтактное измерение веса и анализ поведения птицы для снижения себестоимости птицеводства.

Мустанг Технологии Кормления

Эффективные комплексные решения для хозяйств, которые включают в себя индивидуальную программу кормления поголовья и полное сопровождение скота.

NeuroPlant

Ассистент сбора, хранения и оперативной аналитической обработки данных в целях принятия решения с использованием ИИ.

OceanConnect

Платформа от компании Huawei обеспечивает управление датчиками, включая приложение Holmer, которое обеспечивает сбор, обработку, анализ и отображение данных в режиме реального времени.

FarmQA solutions

Представляет собой многофункциональные цифровые инструменты для агрономов. Дает возможность просмотра всех аспектов работы на одном экране, включая поля, отчеты об осмотре посевов, данные о погоде, записи опрыскивания, спутниковые снимки и др.

Smartseeds

Цифровая логистическая платформа для сельского хозяйства, которая объединяет участников рынка автомобильных перевозок для сельского хозяйства, включает сервис электронной очереди (позволяет портам и терминалам эффективно управлять потоком машин, следующих на погрузку и выгрузку).

Диджитл ВЭЙВ

Система предиктивной аналитики для складов для динамического контроля насыпи.

Свое фермерство и Поле.рф

Площадки для тех, кто работает в поле. Сервисы с упором на e-commerce, позволяет купить семена, удобрения, СЗР, агрохимию и даже сельхозтехнику. Кроме товаров, здесь можно получить и услуги.

Цифровая Земля

Первая цифровая карта хозяйственной деятельности, созданная на основе данных дистанционного зондирования Земли от Терра Тех, холдинг "Российские космические системы".

AgroResult

Торговая платформа "ФосАгро" для клиентов компании, на которой можно рассчитать количество продукции и заказать ее.

PTC

1C универсальное программное обеспечение для ведения сельскохозяйственной деятельности.

Метеостанции Kaipos

Обеспечивают мониторинг погоды, формируют модели заболеваний растений, оптимизируют полив и способствуют идентификации вредных объектов.

Следует отметить также системы параллельного вождения от компаний FJDynamics, AllyNav, AGDY (Китай) – это приборы-курсоуказатели, использующие системы спутниковой навигации для определения текущего положения сельскохозяйственной техники.
В животноводстве можно выделить системы мониторинга состояния стада Allflex, DeLaval, Lely L4C, активно внедряется стартап "Коровски".

Широкое распространение получили различные сенсоры и датчики, позволяющие отслеживать и автоматизировать процессы хранения сельскохозяйственного сырья, тем самым продлевая срок его хранения и сокращая издержки фермеров.

Российские разработки для АПК

Отечественные решения активно разрабатываются и внедряются игроками молочного рынка, в том числе при поддержке Индустриального центра компетенций. Например, российский продукт "Молоко 2.0" может успешно заменить иностранную систему управления молочной фермой DairyComp. Продукт развивается компанией "ПЛИНОР" [11]. Ведутся разработки системы учета производственных операций на комплексе "Свинофон", управления элеватором, маслоэкстракционным заводом и жировым комбинатом, идет подготовка к серийному производству в России роботизированного комплекса агрономического анализа почвы (АГРО-ПОЧВА).

В России созданы федеральные государственные информационные системы (ФГИС) "Зерно", "Сатурн", "Семеноводство". Все участники оборота зерна, пестицидов, агрохимикатов и семян, занимающиеся производством, переработкой зерна или его испытанием, производством, контролем качества, хранением, реализацией и использованием семян сельскохозяйственных растений, в обязательном порядке должны вносить сведения о зерне или продуктах его переработки и предоставлять сведения о семенах. Данный процесс создает условия для цифровизации отрасли, но в то же время усиливает нагрузку на средний и малый бизнес, у которого только выстраивается соответствующая инфраструктура для обеспечения работы федеральных информационных систем.

Внедряется единая ФГИС о землях сельскохозяйственного назначения, а также формируются условия для создания "Единого окна" – информационной системы цифровых сервисов для АПК, которая станет ядром для Единой цифровой платформы агропромышленного и рыбохозяйственного комплексов и будет интегрирована в Единую систему идентификации и аутентификации (ЕСИА) и портал "Госуслуги". Система должна заработать к 2025 г. [12].

Предприятиями агропромышленного комплекса используются также ГИС "Электронный бюджет" (Минфин), ИС Федерального Казначейства, АИС "Цербер", ФГИС "Меркурий", 1С ("Предприятие", "Бухгалтерия", "Свод АПК").

Решения в области БПЛА для АПК

По оценкам Drone Industry Insight, объем мирового рынка беспилотных авиационных систем (БАС) для применения в коммерческом секторе будет расти в среднем на 9,4% в год – с 26,3 млрд долларов в 2021 г. до 41,3 млрд долларов в 2026 г. При этом агентство Grand View Research прогнозирует рост объема всех сегментов глобального рынка дронов к 2025 г. до 84 млрд долларов, а Huawei – до 200 млрд долларов к 2027 г.

На российский рынок дронов, согласно исследованию Huawei, приходится 4% от мирового.
Объем производства дронов в России по итогам 2022 г. Gaskar Group оценивал в 14 млрд руб. [13].

Рынок в гражданском секторе вырос на 35%, до 19,8 млрд руб. В среднем выручка компаний от продажи БАС на гражданский рынок в 2023 г. по сравнению с 2022 г. выросла на 55%, а от реализации услуг с применением БАС – на 14%. По прогнозам, в 2024 г. объем российского рынка БАС для гражданского применения может вырасти до 49,4 млрд руб., а к 2026 г. – до 96,9 млрд руб.

В настоящее время на большей части территории России действует запрет на использование беспилотных летательных аппаратов, регионы начали его вводить осенью 2022 г. Исключение было сделано для органов государственной власти и силовых структур [14].

Экспериментальный режим

В ряде регионов действует экспериментальный режим – в Томской области, Камчатском крае, Чукотском, Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. Во время проведения эксперимента в этих регионах действуют особые условия регулирования – экспериментальные правовые режимы эксплуатации дронов, что позволяет совершать полеты без необходимости выполнения сложных нормативных требований. Беспилотники задействованы для доставки почты и грузов, аэрофотосъемки, что также поможет оперативно и точно обследовать важные инфраструктурные объекты, например трубопроводы и линии электропередачи. В 2023 г. приступили к реализации эксперимента по внедрению сельскохозяйственных беспилотников для борьбы с вредителями, эксперимент запущен в 12 регионах: Республике Татарстан, Алтайском и Ставропольском краях, Астраханской, Волгоградской, Воронежской, Липецкой, Нижегородской, Новосибирской, Саратовской, Тамбовской и Ульяновской областях.

Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в сельском хозяйстве позволяет товаропроизводителям получать более точные данные о состоянии посевов, почвы и т.д. по сравнению с другими технологиями, как, например, дистанционное зондирование Земли, датчики/сенсоры на полях и сельхозтехнике.

Опыт применения дронов в сельском хозяйстве

Преобладающими применениями сельскохозяйственных БПЛА в России являются мониторинг посевов (оценка урожая) и распыление агрохимикатов (удобрений и пестицидов).

Опыт применения дронов позволяет сделать выводы о следующих характеристиках применения агрохимикатов:

• производительность 16–18 га/ч, до 150 га за смену;
• объем бака 30–40 л (40–50 кг сыпучих удобрений);
• высота работы 5–8 м над поверхностью культуры;
• норма вылива 5–20 л/га;
• время полета 10–12 мин;
• время заряда батареи 20–25 мин.;
• тип форсунок – щелевые или роторные;
• диаметр капли: щелевая форсунка – 130–250 мкм, роторная форсунка – 50–250 мкм;
• ширина захвата 8–10 м;
• максимально допустимая скорость ветра 3–5 м/с.

БПЛА с мультиспектральными и гиперспектральными камерами позволяют удаленно мониторить состояния полей, рост сельскохозяйственных культур, определять вегетационный индекс и осуществлять раннюю диагностику заболеваний растений, рассчитать карты дифференциальной обработки полей, плодородие почв, а также уровень секвестрации углерода почвой, проанализировать экологическую ситуацию.

Можно с уверенностью сказать, что дроны – это не игрушка, их необходимо рационально применять с учетом ограничений по возможным операциям, а оперативность и точность выполнения ими задач неоспорима. Расширить сферу применения дронов могут позволить исследования, которые ведет российская наука, и создание дронов с большим запасом хода и грузоподъемностью.

Производители дронов для сельского хозяйства

Среди крупнейших игроков мирового рынка БПЛА, которые ориентируются на сельское хозяйство, можно выделить AeroVironment Inc, AgEagle, DJI, Yamaha и др.

На российском рынке внедряют БПЛА "Геоскан", ООО "Флай Дрон", "ИндорСофт", АО "Концерн "МАНС", ООО "Авиационные роботы", ООО "Воздух", ООО "Консорциум БАС", ООО "Ческа", SenseFly, AeroTechAgro, Flyseeagro, ООО "Дронопорт", ООО "Коптер-Экспресс", ООО "Скан Аэро", ООО "КБ Русь", "Альбатрос" и др.

В России сертифицировали типовую конструкцию первого российского агробеспилотника S-80 компании "Транспорт будущего". Модификация "Агродрон S-80" предназначена для точечного внесения удобрений и средств защиты растений, обладает полезной нагрузкой 40 кг и способна обрабатывать до 18 га в час.

Система "АссистАгро" от компании ООО "Геомир" с 2023 г. предлагает товаропроизводителям первый умный отечественный дрон с интегрированной системой распознавания сорняков. Разработанное программное обеспечение с функциями подсчета густоты посевов и динамичного прогноза урожайности полевых культур в зависимости от изменяющегося фитосанитарного состояния поля стало первым цифровым продуктом, позволяющим распознавать видовой состав сорной растительности и выдавать рекомендации по выбору гербицидов и срокам обработок [15].

Компания "АСВ софт" (участник рынка "Аэронет" Национальной технологической инициативы, НТИ) разработала первое в стране открытое программное обеспечение для беспилотников, которое позволяет одному оператору одновременно управлять сразу несколькими беспилотниками, также оно поддерживает командный режим, когда несколько операторов управляют одним или несколькими дронами [16].

Развивается кооперация: китайская компания Jitian lntelligent Equipment, производящая агродроны Jtilep, открыла представительство в Краснодаре, первой начнут собирать модель JT40, которая умеет распылять удобрения, сеять сельхозкультуры, не требующие соблюдения рядности, а также поднимать на высоту небольшие (до 60 кг) грузы. Кроме того, на дроны этой модели можно установить видеокамеры и мониторить сельхозугодья и производственные объекты. Производитель рассчитывает на создание конкуренции агродронам DJI и XAG, которые представлены на рынке, но их новые поставки в Россию не осуществляются [17].

Отечественный агротехдрон типа VTOL создан агрохолдингом "Лазаревское" совместно с Университетом Иннополис. Самолет вертикального взлета и посадки, предназначенный для задач мониторинга полей, разрабатывался с учетом технического задания для реального предприятия с возможностью интеграции в его экосистему. Технология подразумевает интеграцию самых популярных на рынке видов полезной нагрузки, среди которых лидары, мультиспектральные камеры, тепловизоры и различное геодезическое оборудование [18].

По данным Всемирного ведомства интеллектуальной собственности (ВОИС), в 2023 г. число патентов, связанных с БПЛА, увеличилось на 16% и Россия вошла в топ-3 стран мира, разрабатывающих данную технологию, по числу патентов [19].

Список источников

1. https://yakov.partners/publications/digitalizingrussia-s-agricultural-sector-challenges-and-solutions/
2. https://rg.ru/2023/07/06/v-apk-rastet-sprosna-cifrovye-resheniia.html
3. https://www.cnews.ru/news/top/2024-04-10_hakery_vymogayut_polmilliarda
4. https://svoefermerstvo.ru/svoemedia/news/
   kiberataka-na-fermu-korova-pogibla-iz-za-otkazazaplatit-vykup
5. https://www.cnews.ru/reviews/it-trendy_ 2024_glavnye_tendentsii_i/articles/top-5_tehnologicheskih_trendov_v_rossii
6. https://vz-nn.ru/news/banki/57292/
7. https://ria.ru/20230120/ii-1846174832.html
8. https://top500.org/lists/top500/list/2023/ 11/?page=1
9. https://life.ru/p/1450176
10. https://3dnews.ru/1104724/superkompyuter-aurora-na-chipah-intel-poka-eshchyo-nedognal-frontier-na-chipah-amd-v-reytinge-superkompyuterov-top500
11. https://rg.ru/2024/03/28/ii-rastet-v-teplice.html
12. https://www.rbc.ru/industries/news/65a66ff 09a79478212b6b443
13. https://www.rbc.ru/industries/news/651fc16 d9a79476386445662
14. https://www.vedomosti.ru/technology/articles/2024/02/02/1018032-rossiiskii-rinok-bespilotnikov-viros-bolee-chem-vdvoe
15. https://www.geomir.ru/
16. https://digital.gov.ru/ru/events/48839/
17. https://www.kommersant.ru/doc/6679330
18. Новости Агротехнологий. Россельхозбанк.
    Выпуск №24. 2024.
19. https://www.cnews.ru/news/top/2024-04-27_rossiya_voshla_v_trojku_stran

Продолжение следует.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 6/2024

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Изображение от freepik