Искусственный интеллект, агрологический дрон, переносная метеостанция и программное приложение в скором времени помогут аграриям Восточного Казахстана добиться эффективного подхода к управлению продуктивностью посевов с применением информационных технологий. То есть, сделать земледелие максимально эффективным. По сути, растениеводы востока страны стоят на пороге внедрения комплексной высокотехнологичной системы сельскохозяйственного менеджмента, включающего в себя современные цифровые технологии.
Ученые Восточного Казахстана реализуют уникальный проект «Исследование и разработка методов поддержки принятия агротехнологических решений на основе технологий точного земледелия». В числе основных целей проекта – практическая помощь крестьянским хозяйствам в увеличении продукции за счет разработки технологической IT-платформы. Проще говоря, на помощь крестьянам и агропромышленному комплексу спешит на помощь цифровизация.
Как можно совместить несовместимое: поля с компьютерами? Об этом читателям ДК в эксклюзивном интервью рассказал руководитель проекта, доктор PhD по биологии, главный научный сотрудник Национальной научной лаборатории коллективного пользования НАО «Восточно-Казахстанский университет имени Сарсена Аманжолова» Максим СУТУЛА.
– Максим Юрьевич, чем продиктована необходимость разработки и реализации проекта по точному земледелию?
– Сегодня во всем мире, и в Казахстане также, внедряются технологии точного земледелия. Однако большой трудностью остается принятие решений в сельском хозяйстве. Наш проект как раз занимается разработкой методов принятия решений. Проще говоря, это означает, что будет разработана интернет-платформа, на которую мы будем загружать информацию с полей хозяйств, полученную с помощью высокотехнологичного оборудования.
Кроме того, в Казахстане существует огромное количество мелких малобюджетных крестьянских хозяйств, не способных внедрить технологии точного земледелия, ввиду их высокой стоимости и отсутствия собственного опыта. А существующие платформы поддержки точного земледелия мало популярны в фермерской среде, так как создаются на основе видения ученых и инженеров, но не самих фермеров.
– С каким оборудованием вы решаете эти задачи, и какую роль выполняет искусственный интеллект?
– В рамках проекта закуплено высокотехнологичное оборудование: агрологический дрон и переносная метеостанция. Два этих прибора работают в тандеме. Агрологический дрон, имеющий инфракрасные камеры с высоким разрешением, позволяет выполнять мультиспектральную съемку полей с целью получения вегетационных индексов растительности. Дрон снимает поле, разбивает его на строго разграниченные квадраты (делянки), измеренные специальным высокоточным прибором. Это все нужно для высокого уровня и чистоты эксперимента.
Что касается переносной метеостанции, мы ее можем установить в любой точке и считывать показатели в онлайн-режиме реального времени. За два года выполнения проекта у нас уже есть большая выборка данных, как по метеорологическим условиям, так и по фенологическим наблюдениям.
В настоящее время в рамках проекта реализованы технологии построения цифровых карт полей, в том числе карт рельефа, вегетации, влажности и засоренности.
На основе моделей искусственного интеллекта разработаны алгоритмы определения однородных зон управления на полях, засеянных зерновыми культурами, при помощи индексов вегетации. Существуют минимальные размеры зон управления, которые ограничены способностью фермера дифференцированно управлять зонами в пределах поля. Как правило, это зависит от того оборудования, которое он использует для посева или внесения удобрений.
Таким образом, искусственный интеллект, разработкой которого занимаются наши программисты, научит дрон распознавать целевые квадраты, например, в которых размножились различные вредители, либо зеленая масса растений претерпевает какие-то изменения, или мы видим распространение какой-то инфекционной болезни (вирусная или грибковая этиология) и т.д.
Мы можем научить нейросеть распознавать все это и в дальнейшем применять соответствующие методы воздействия на территории. Именно в этом и заключается поддержка принятия технологических решений. Таким образом, мы снимаем поле, идентифицируем проблемы на этом поле, и программа будет давать рекомендации и помогать фермерам в принятии нужных решений.
– Какие специалисты работают над непростыми задачами проекта?
– В настоящее время в команду авторов проекта входят исследователи и специалисты из разных сфер: сельского хозяйства, биологии, агрономии, биотехнологий растений, искусственного интеллекта, цифровых технологий и компьютерного моделирования.
Ответственные исполнители – доктор PhD по информационным системам Алия Нугуманова, специалист в области программной инженерии Ержан Байбурин, молодой исследователь, магистр приборостроения Алмасбек Маулит. Большой вклад в реализацию проекта вносят зарубежные ученые Елена Понькина, Андрей Бондарович из Алтайского государственного университета. В выполнении проекта задействованы также специалисты-агрономы Восточно-Казахстанской сельскохозяйственной опытной станции (Глубоковский район), которая является нашим стратегическим партнером. Здесь имеются огромные сельскохозяйственные участки в различных местах, которые мы протестировали и исследовали.
Мы анализируем результаты фенологических наблюдений за последние пять лет, включаем их в нашу общую сводку данных. Эти данные мы обогащаем съемкой полей дроном и совместно с агрономом обучаем нейронную сеть, которая позволяет принимать правильные агротехнологические решения на основе технологии точного земледелия.
– Где концентрируется и куда интегрируется информация?
– Информация собирается на большом сервере, который мы закупили, и те огромные базы данных, которые там находятся, мы можем легко обрабатывать и анализировать. С вводом проекта информация будет интегрироваться в программное приложение пользователей.
– Какое значение имеет проект для сельского хозяйства?
– Все в совокупности будет давать как высокий научный потенциал, так и практический, который можно применить непосредственно в полевых условиях в сельскохозяйственной отрасли.
Проект, предназначенный для сельского хозяйства, имеет мощный социо-экономический эффект. Что это означает? Это означает, что услугами данной платформы могут пользоваться не только крупные, но и мелкие крестьянские и фермерские хозяйства, которые могут себе позволить оплатить подписку приложения, которое не будет стоить дорого, и пользоваться при этом полным пакетом услуг. Это и съемка полей, и агрометеорологические наблюдения, соответственно, их индивидуальное поле будет внесено в общую базу приложения. Причем пользоваться программой можно будет в любое время года и суток.
Методология нашего проекта основана на передовых технологиях агроэкологии, информационных технологиях, искусственном интеллекте. Разработка платформы позволит социализировать эти технологии, делая их доступными для фермерских хозяйств.
– Как отмечены первые результаты исследований?
– Мы публикуем научные статьи в международных научных рейтинговых журналах. Отдельные механизмы технологии уже запатентованы, что позволяет нам применять в практике наши научные достижения.
– Каковы сроки реализации проекта?
– Это трехгодичный проект, сейчас заканчивается второй год реализации, мы делали полностью исследования, необходимые замеры и показатели. Соответственно, следующий год будет финальным. На завершающем этапе мы будем заниматься разработкой интернет-платформы, загружать все необходимые данные и тестировать работу всей системы.
Планов по проекту очень много, думаю, что все в итоге получится очень хорошо.
Ольга СИЗОВА, Усть-Каменогорск
