Умное сельское хозяйство

Умное сельское хозяйство - основные тренды

Для каждой агропромышленной компании, фермерского хозяйства автоматизация процессов производства, основанная на IoT технологиях, будет особенной. Запросы владельцев и параметры использования систем зависят от материальной базы, объёма инвестиций (или других ресурсов), понимания важности стратегического планирования. Практика внедрения умных технологий интернета вещей показывает их высокую степень окупаемости на единицу вложенных средств.

В общем виде интернет вещей в аграрной сфере делят на несколько больших кластеров:

• Системы точного земледелия, включающие в себя использование GPS навигации, дистанционный мониторинг земельных участков с помощью ГИС, анализ состояния почвы, дифференциальный полив и внесение удобрений.
• Роботизация сельскохозяйственных работ – замена трудоёмкого, малоэффективного и высокозатратного ручного труда сенсорными датчиками, беспилотной техникой, дронами слежения.
• Программное обеспечение в виде IoT приложений, позволяющее контролировать и анализировать данные датчиков, следить за работой техники, корректировать автоматизированные процессы.
• Составление прогнозов и разработка стратегии развития хозяйства на основе собранных данных.

Интернет вещей в агропромышленном комплексе это рациональное использование кормов, горюче-смазочных материалов, техники, удобрений, водных и земельных ресурсов. Возможность автоматизировать основные работы, исключив влияние человеческого фактора. В крупных компаниях IoT платформа связывает процессы производства сельскохозяйственной продукции от планирования посевов до реализации продуктов конечному потребителю. Искусственный интеллект востребован не только в мониторинге содержания скота или хранения урожая, но и в стратегическом планировании выгодного бизнеса.

Умное сельское хозяйство на примерах

Одним из лучших доказательств эффективности внедрения наукоёмких технологий в аграрном секторе служит превращение безводной пустыни в цветущие сады израильтянами. Здесь умное земледелие с использованием автоматизированных систем орошения позволило фермерам не только полностью покрыть продовольственные потребности страны, но и ежегодно поставлять фрукты и овощи в несколько десятков стран, включая Россию.

По оценкам израильской агротехнической компании Roots прокладка «умных труб» капельного полива увеличила урожайность плодоовощной продукции от 10 до 66%.

В стране восходящего солнца IT-корпорация Fujitsu разработала систему мониторинга двигательной активности коров, на основе которой можно:

• Разработать оптимальный рацион питания для получения наибольшей продуктивности.
• Следить за здоровьем и настроением каждого животного.
• Повысить эффективность искусственного осеменения до 90% и установить дату отёла.

На корову надевается умный браслет-датчик, который работает как «шагомер». Каждый час устройство отправляет информацию на компьютер или смартфон фермера, позволяя ему вовремя корректировать условия содержания, выявлять заболевших животных на ранней стадии, определять период начала половой охоты. Сегодня эта простая и очень эффективная система используется на фермах Южной Кореи, Румынии, Турции, Польши.

Норвежцы при помощи интернета вещей следят за здоровьем лососей. Для разведения этой ценной рыбы критическое значение имеет раннее выявление инфекционных заболеваний у отдельных особей. Для идентификации норвежские фермеры используют сканирование с помощью датчиков и 3D-камер.

Изменение внешнего вида и показателей развития лосося и форели отслеживается автоматически в режиме реального времени. Это позволяет вовремя изолировать инфицированную рыбу и снизить потери продукции от 50 до 75%.

Примером частного внедрения IoT технологии может служить использование LoRaWaN-датчиков для термометрии зернохранилищ, разработанное компанией AuroraEvernet. Автоматизация регулировки микроклимата позволила заказчику снизить расходы на топливо и предотвратить потери продукции. Подробнее об этом кейсе и других возможностях умного сельскохозяйственного бизнеса можно узнать здесь.

Точное земледелие

Технологии умной обработки сельскохозяйственных земель включают в себя использование спутниковой навигации, беспилотной и роботизированной техники, специального программного обеспечения для автоматизированного управления системами параллельного вождения, картирования урожайности, мониторинга состояния техники и оборудования.

Наибольшее распространение здесь получили системы параллельного вождения, которые позволяют:

• Пахать, сеять и собирать урожай в ночное время, ориентируясь с помощью навигационного оборудования, встроенного в сельхозтехнику. Например, система «Агронавигатор» от компании ООО «ЦТЗ Аэросоюз» разработана с учётом возможности обхода лесных участков, иных объектов, расположенных внутри поля.
• Работать тракторам с навесной техникой разных габаритов так, чтобы с точностью до 5 см избежать необработанных и «перекрытых» участков.
• Отслеживать позиционирование сельхозтехники в любой момент времени.
• Работать в условиях ограниченной видимости.

Картирование урожайности – это анализ объёма собираемой продукции в зависимости от участка поля. Мониторинг проводится в реальном времени с помощью оборудования, установленного непосредственно на уборочную технику. На основе полученных данных составляется картограмма, где наглядно видна зависимость урожайности культуры от условий её выращивания в данном месте (влажность, удобрения, уровень солнечного освещения, засорённость сорняками и другими показателями).

Умные теплицы

В условиях непредсказуемого климата большей части территории России «умные теплицы» становятся залогом стабильного и раннего получения урожая овощной продукции. Искусственный интеллект обеспечивает точное земледелие в сельском хозяйстве, минимизируя ручной труд и общее участие человека.

Системы орошения, вентиляции, освещения, обогрева помещений работают здесь в автоматическом режиме, взаимодействуя с контролирующим и управляющим центром посредством дистанционной связи через локальные системы или/и сотовых операторов.

Гибкость IoT технологий позволяет выстроить оптимальную систему для хозяйства любого размера. Установленные один раз датчики будут контролировать и самостоятельно регулировать по заданным параметрам:

• Влажность почвы на каждой грядке.
• Уровень освещённости, интенсивность фотосинтеза растений в каждый из периодов вегетации.
• Влажность воздуха, интенсивность проветривания, содержание углекислого газа.

По аналогии с «Умным домом» в таких теплицах устанавливаются автоматические системы работы вентиляции, открывания и закрывания окон, включение\выключение света.

Беспилотные летательные аппараты

Умное сельское хозяйство без использования дронов представить трудно. Лёгкие, экономичные аппараты в автоматическом режиме способны не только осуществлять визуальный контроль рационального использования земельных участков, но и выполнять необходимые работы по уходу за растениями.

Дроны востребованы:

• При планировании распределения культур с составлением соответствующих карт.
• Для осуществления визуального контроля развития растений (измерение роста, уровня хлорофилла).
• Точное\точечное орошение, расход воды.
• Планирование ирригационных систем.
• Адресное и дозированное внесение удобрений.
• Определение степени засорённости посевов сорняками.
• Защита растений от вредителей и болезней.

Мониторинг полей с визуализацией и подсчетом повышает эффективность точного земледелия. Отслеживание роста и развития растений в режиме реального времени позволяет вовремя принять меры к исправлению любой критической ситуации. Сбор и систематизация данных помогает планировать способы реализации продукции, предварительно находя выгодных партнёров.

Умное земледелие включает в себя комплексную разработку и внедрение автоматических систем, «обслуживающих» процессы выращивания, сбора и хранения сельскохозяйственной продукции. На каждом этапе проводится фиксация и сбор данных, последующий анализ которых помогает разработать высокоточную и контролируемую стратегию развития бизнеса в конкретном хозяйстве.