Применение роботизированных систем находит широкое распространение в сельском хозяйстве. В мировой практике растениеводства существуют научно‑исследовательские разработки и коммерческие решения для ферм. В последние десятилетия бурно развиваются роботы для тепличных хозяйств, садоводств и виноградников.
Они способны автоматизировать решение самого широкого спектра задач, например, сбор урожая в теплицах и садах, когда роботы на основе оптических датчиков и методов искусственного интеллекта обнаруживают плоды, анализируют степень их зрелости и собирают с помощью роборук; мониторинг состояния и фазы развития растений; обнаружение болезней и вредителей; точечное внесение химикатов или воды, когда робот оснащен баком с необходимым раствором, на основе тех же оптических камер анализирует в режиме реального времени состояние растений и принимает решение о необходимости и нормах внесения, и на последнем этапе реализует агрооперацию без привлечения человека.
Не менее актуальны и задачи по созданию полевых роботов. Однако пока такие технологии доступны лишь крупным зарубежным производителям. Главная сложность здесь — в создании программного обеспечения, поскольку полевые условия накладывают дополнительные требования и ограничения к архитектуре робота и разработке всех его систем, отвечающих за движение и ориентацию в пространстве, а также сбор данных с высокоточной геопространственной привязкой. Кроме того, основная проблема подобных исследований — это адаптация проекта к определенной культуре растений и климатическим условиям. Такие роботизированные системы распространены, например, в Китае, однако там они адаптированы для выращивания риса. А в нашей стране нет проектов, которые бы автоматизировали сбор пшеницы, ячменя и овса, и это при том, что Россия занимает лидирующие позиции по экспорту именно этих продуктов.
Ученые СПбГУ занимаются созданием первого в России универсального робота для агроскаутинга. Новизна состоит в создании нового продукта, адаптированного для решения широкого круга задач в умном растениеводстве для зерновых культур и картофеля.
«Предложена архитектура всех систем и элементов робота, разработаны некоторые алгоритмы для организации его передвижений, протестированы датчики. Сейчас наша группа занимается реализацией отдельных модулей прототипа: сборка, настройка, программирование, тестирование и так далее», — рассказала доцент кафедры технологии программирования СПбГУ Ольга Митрофанова.
Главным достоинством робота станет его универсальность. Существующие роботы решают одну конкретную задачу: например, борьба с сорняками, отслеживание доли заболевших растений или сбор урожая яблок. А создаваемый учеными СПбГУ вариант робота является наиболее универсальным, так как решает сразу несколько важнейших задач: сбор данных о динамике состава почвы, анализ заболеваемости растений, анализ общего состояния всего поля.
В дальнейшем ученые планируют создать робота, способного в режиме реального времени выезжать по заданному маршруту, получать данные на необходимых участках зерновых или картофеля с высокоточной географической привязкой (с помощью оптических сенсоров и почвенных датчиков), передавать их в ГИС‑систему, где данные будут анализироваться на предмет болезней, сорняков, актуального состояния растений и т. п. В дальнейшем систему можно будет масштабировать на сельскохозяйственную технику, ведь можно оснастить теми же аналитическими системами и датчиками, например, трактор.
