Сельское хозяйство стремительно и неожиданно становится одним из драйверов экономики. К числу компаний, способствующих внедрению передовые технологии, относится ООО «Агентство плодородия». Компания с помощью современных методов помогает осуществлять контроль использования пестицидов и агрохимикатов, оценивает риски и угрозы, которые представляет собой их бесконтрольное использование.
Таких примеров можно привести множество. В России в сельском хозяйстве существует значительный научный и человеческий потенциал, позволяющий снизить себестоимость с/х производства, увеличить количество и повысить качество продукции. Агропромышленный комплекс, наравне с другими отраслями, активно внедряет цифровизацию, автоматизацию, мировые научные достижения и новые технологии.
Основные направления развития новых технологий
Среди множества современных тенденций развития сельского хозяйства уже наметились основные направления. К инновациям, применяемым в этой сфере, относится использование:
- беспроводных технологий;
- автоматизации процессов контроля в сельском хозяйстве (за состоянием посевов, машин или животных);
- радиочастотных датчиков (для идентификации с/х объектов);
- интернет приложений, помогающих проводить анализ полученных данных;
- геоинформационных систем для точного земледелия;
- глобальных систем навигации (GPS) для уточнения карт полей;
- дронов (беспилотников) для сбора информации;
- систем автоматизации делопроизводства в сельском хозяйстве;
- дифференциальных технологий внесения удобрений;
- систем хранения сельхозпродукции.
Анализ полученных с помощью современных средств данных позволяет с высокой точностью прогнозировать развитие агропромышленного предприятия и вырабатывать наиболее выгодную стратегию управления. В русле основных мировых тенденций происходит внедрение новых технологий в сельском хозяйстве.
Точное земледелие
Технология точного земледелия разрабатывается для управления продуктивностью посевов и включает использование в сельском хозяйстве:
- систем телеметрии и навигации для картирования урожайности, определения места техники в поле и ее параллельного вождения;
- аэрофотоснимков и дистанционного зондирования земли со спутников:
- геоинформационных систем;
- дифференцированных технологии внесения удобрений.
Технически система позиционирования в сельском хозяйстве России работает так: на агрегат устанавливается антенна-приемник глобальной позиционной системы ГЛОНАСС, на которую поступает сигнал со спутника. Отслеживание положения техники позволяет экономить топливо и рабочее время.
Кроме этого, поступающая информация дает возможность реализовать технологию параллельного вождения, то сеть обработки почвы по заранее созданным рядкам в условиях любой видимости. Российская компания ООО «Ратеос» разработала пульт для навигации «Азимут-1». С его помощью параллельное вождение:
- предотвращает пропуск необработанных участков, их повторную обработку;
- позволяет измерять скорость движения агрегата и определять его направление;
- дает возможность определять площадь обработанных участков.
В России системы параллельного вождения для сельского хозяйства разработаны компаниями «КСМ-Интех («Атлас 730» и COMMANDER) и «ЦТЗ Аэросоюз» («АГРОНАВИГАТОР» со встроенным приемником GPS/ГЛОНАСС).
Картирование урожайности
Систему картирования устанавливают на комбайн для фиксации количества собранной продукции на различных участках поля, что позволяет проанализировать причины неоднородности урожая (влажность и другие факторы). Такие системы замера урожайности пока устанавливаются преимущественно в странах Европы и США.
Телеметрия
Представляют новые технологии в сельском хозяйстве и телеметрические системы. Они предназначены для организации контроля за работой агрегатов, сбора данных для анализа хода выполнения производственных процессов.
В России система дистанционной телеметрии сельхозмашин Agrotronic разработана компанией «Ростсельмаш», а система мониторинга «АвтоГраф» – фирмой «ТЕХНОКОМ». Они позволяют в сельском хозяйстве проводить анализ:
- расхода топлива, удобрений, времени;
- объема урожая;
- логистики;
- выполнения технологических требований.
Услуги по спутниковому мониторингу для телеметрии оказывает «ГЛОНАСС Телематика».
ГИС
К числу широко применяемых в сельском хозяйстве новых технологий относятся геоинформационные системы, позволяющие собирать, хранить и интегрировать в реальном времени данные, поступающие от различных датчиков IoT (интернета вещей).
Зарубежные разработки оказались почти недоступными для нашего сельского хозяйства из-за их дороговизны. На отечественном рынке уже разработано более полутора десятков систем ГИС от компаний: «КБ «ПАНОРАМА», «ИЦ Геомир», «ГЕОКАД плюс», «ЦСИ Интегро» и других.
Дифференцированное внесение удобрений
В сельском хозяйстве важно принять правильное решение о внесении нужного количества удобрений. Оно выносится на основе отбора проб на разных участках, которые могут отбираться с помощью роботов или специальных технических устройств. На основе анализа полученных результатов составляется карта поля, ставятся задачи сельскохозяйственным машинам по внесению удобрений. В процессе задействованы телеметрические системы управления техникой и спутниковая навигация. Новыми технологиями по контролю за внесением пестицидов и других химикатов пользуется компания «Агентство плодородия».
Использование роботов
Среди новых технологий, применяемых в сельском хозяйстве, все большее использование приобретают роботы. Можно выделить:
- устройства для беспилотного вождения техники,
- летательные аппараты,
- устройства автоматической вегетации агрокультур,
- системы управления молочными фермами в сельском хозяйстве.
С помощью беспилотных летательных аппаратов, оснащенных сенсорами и камерами, можно быстро обследовать большие площади посевов, создавать 3D карты, следить за проводимыми работами, охранять угодья, рассчитывать вегетационный индекс. В России рынок беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) возглавляют компании: «Беспилотные технологии», ZALA AERO, «ГеоСервис», «Геоскан».
Системами беспилотного вождения сельхозтехники занимаются совместно компании: «Ростсельмаш», «Когнитивные технологии», «Союз-Агро». Программное обеспечение для них разрабатывает конструкторское бюро «АВРОРА РОБОТИКС».
Автоматизация вегетации культур
Система автоматизации вегетации с/х культур основана на применении сенсорных датчиков, которые реагируют на выделяемые почвой, растениями и животными сигналы:
- электрические,
- электромагнитные,
- оптические,
- механические,
- радио,
- акустические,
- термические,
- пневматическиеи другие.
Разнотипные датчики, установленные на агрегатах, используемых в сельском хозяйстве, позволяют вовремя вносить минеральные удобрения, средства защиты растений, вести за ними наблюдения (своевременно обнаруживать вредителей, сорняки, болезни растений), оценивать урожайность.
В России компания «Аэросоюз-Алтай» разработала систему «ТРЕК», позволяющую точно вносить стимуляторы роста и фунгициды, составлять электронные схемы полей, уточнять площади посевов. ВНИИПТИХИМ (Институт химизации в области сельского хозяйства) изобрел устройство, способное автоматически и механически отбирать для анализа пробы почвы с полей. Пробоотборники устанавливаются на автомобили и способны за день взять образцы с тысячи гектаров.
АСУ молочными фермами
Новые технологии в животноводстве с использованием GPS/ГЛОНАСС и системы Радио Частотной Идентификации (RFID) позволяют:
- учитывать поголовье;
- контролировать перемещения скота;
- наблюдать за вакцинацией;
- оптимизировать селекционные работы;
- взвешивать во время движения;
- идентифицировать животных;
- определять уровень их комфортности.
В ближайшее десятилетие возможно массовое использование в сельском хозяйстве (под контролем дронов) роботов для вспашки, полива, прополки, сбора урожая и внесения удобрений.
Приложения и платформы AIoT
Аббревиатурой AIoT принято обозначать соединение функций искусственного интеллекта (AI) и интернета вещей (IoT). Именно в их сочетании ученые видят будущее автоматизации. Если IoT является совокупностью умных взаимодействующих вещей, то AI способен анализировать и принимать решения на базе наработанных самостоятельно или с помощью человека алгоритмов.
Проекты AIoT в сфере сельского хозяйства дают возможность полностью автоматизировать все процессы по выращиванию животных и растений. Для этого необходимо использовать:
- датчики и сенсоры;
- каналы спутниковой связи (LPWAN, GPS/ГЛОНАСС, LTE, 3G, 4G, GSM, GPRS);
- AIoT-платформы для создания приложений;
- AIoT-приложения, разрабатываемые для определенного оборудования.
В сфере разработки этих новых технологий известны отечественные компании «Компонента» и Rightech. Созданные ими платформы kSense и Rigtech автоматизируют функции:
- мониторинга транспорта и сельхозтехники;
- хранения и переработки продукции;
- мониторинга угодий;
- управления животноводством.
Компания ExactFarming работает в области управления урожайностью, «Алан ИТ» создала облачный сервис Smart4agro для контроля, прогноза и анализа состояния сельскохозяйственный угодий. Над проектами IoT в области сельского хозяйства работают компании: «Стриж Телематика» и «ЛЕЙЗ».
Биоинсектициды
К новым технологиям в области борьбы с насекомыми-вредителями можно отнести использование биоинсектицидов. Насекомые-паразиты и хищники разводятся специально для уничтожения вредителей.
Коконы для хранения зерна
Специальные рукава или коконы предназначены для хранения зерна с минимальными издержками. Их конструкция проста, дешева и надежна. Если хранить зерно традиционно, около половины пропадает их-за вредителей или плесени. В коконе – длинном мешке – зерно не портится, так как нет контакта с влагой, воздухом и насекомыми.
В ближайшем будущем нас ждет использование уже разработанных новых технологий в области сельского хозяйства: капельного орошения, вертикальных садов, ветеринарных роботов, выращивания искусственного мяса, программирования поведения животных и многого другого.
