Российские учёные предложат фермерам вести хозяйство при помощи дронов и искусственного интеллекта
Учёные Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королева разрабатывают первую в мире систему «умного земледелия», ориентированную на небольшие агропромышленные хозяйства, сообщают РИА Новости.
По их словам, дроны с гиперспектрометром предоставят данные, необходимые для управления сельхозугодиями, а искусственный интеллект подскажет, какие шаги нужно предпринять. По ожиданиям создателей, разработка будет в десять раз дешевле других систем «умного земледелия». Об этом сообщили в пресс-службе вуза.
Спектрометры — это устройства, которые позволяют получать данные о составе вещества путём разделения света на множество отдельных каналов. Если в обычной камере таких каналов всего три, то современные высокоточные устройства, гиперспектрометры, способны отображать информацию из 100 и более спектральных каналов. По мнению учёных Самарского университета, одним из наиболее важных применений этого метода сегодня является агропромышленный мониторинг.
Разработанная специалистами университета комплексная система станет первым в мире универсальным инструментом «умного» земледелия, уверены учёные. Его главное отличие от немногочисленных аналогов — крайне низкая стоимость. По мнению учёных, благодаря ряду уникальных технических решений и уменьшенному весу спектрометра система будет в десять раз дешевле конкурентов, что делает её оптимальной для использования в малых и средних фермерских хозяйствах.
Система состоит из компьютерной программы, облачного сервиса и дрона, оснащённого сверхкомпактным гиперспектрометром. Устройство, по словам учёных, сможет определять очаги сорняков или поражённые вредителями посевы с высоты 50–100 метров, быстро собирать данные об уровне и составе минеральных веществ, измерять влажность почвы.
В зависимости от скорости и высоты съёмки один БПЛА сможет отснять за сутки до полутора тысяч гектаров, транслируя пользователю необходимую информацию в режиме реального времени. Беспилотники смогут работать как под управлением наземных станций, так и в автоматическом режиме под управлением машинного зрения. На основе собранной информации алгоритмы облачного сервиса с элементами искусственного интеллекта подскажут, какие меры предпринять.
«Научная новизна нашего комплекса заключается в возможности применения уникальных дифракционных оптических элементов, позволяющих значительно уменьшить и удешевить гиперспектрометры. Микрорельеф этих линз, разработанных в нашем университете и уже успешно применяемых, позволяет объединить в одном элементе функции построения изображения и разложения в спектр», — рассказал доцент кафедры суперкомпьютеров и общей информатики Самарского университета Павел Якимов.
Ультракомпактный гиперспектрометр планируется установить на специально созданный БПЛА «Жужа», размер которого составляет около 30 см. В будущем устройство также можно будет использовать на любых дронах, способных поднимать более 300 граммов. Помимо гиперспектрометра, который будет весить примерно 100 граммов, на борту также будут установлены камера видимого диапазона и одноплатный миникомпьютер.
Учёные ожидают, что исследования и испытания в рамках проекта будут завершены к июню 2021 года. В настоящее время специалисты университета оптимизируют конструкцию устройства и совершенствуют технологию массового производства дифракционных оптических элементов.