Сельское хозяйство по-умному

Для решения глобальных вызовов, связанных с увеличением численности мирового населения, человечеству необходимо изменить методы ведения сельскохозяйственной деятельности. Через 30 лет для того, чтобы прокормить все мировое население понадобится на 70% больше еды. Снижение количества плодородных земель, перемена климата, высокая стоимость энергоносителей – все это будет серьезно препятствовать производству достаточного количества продуктов питания. Повысить урожайность и сократить издержки в таких условиях позволяет концепция умного сельского хозяйства.

Рынок умного сельского хозяйства

Умное сельское хозяйство – это концепция, которая основана на использовании фермерами различных инновационных решений, позволяющих максимально автоматизировать сельскохозяйственную деятельность, повысить урожайность и улучшить финансовые показатели.

По оценкам аналитической организации Future Market Insights, к концу 2016 года мировой рынок интеллектуальных сельскохозяйственных решений оценивался примерно в $13 млрд. По сравнению с 2015 годом рынок вырос почти на 5%. Ожидается, что уже к 2026 году рынок сможет достигнуть отметки, близкой к $40 млрд. Среднегодовой темп роста с учетом сложного процента (CAGR) в ближайшие годы будет составлять 11,2%.

По словам аналитиков Future Market Insights, переход к умному сельскому хозяйству происходит медленно, но уверенно. Большая часть рынка (около 53%) расположена в Северной Америке, что во многом связано с высокой заинтересованностью умными инновациями со стороны фермеров США.

Интеллектуальные технологии наиболее активно внедряются в мелкомасштабное полевое хозяйство, животноводство и рыбный промысел. Наибольший прогресс в распространении умных сельскохозяйственных решений наблюдается в сфере выращивания зерна.

Что относится к умному сельскому хозяйству?

Результаты в оценках рынка умного сельского хозяйства у разных аналитических агентств могут сильно отличаться друг от друга. Это связано с тем, что к данной области можно отнести большое количество направлений, которые некоторые агентства включают, а некоторые – нет.

Рассмотрим основные инновационные решения, которые можно отнести к концепции умного сельского хозяйства, и приведем примеры отечественных компаний, занимающиеся производством в данных отраслях.

Беспилотные транспортные средства

Летом прошлого года российская компания Cognitive Technologies представила прототип первого отечественного беспилотного трактора, который способен без помощи человека обрабатывать землю и убирать урожай. Несмотря на то, что подобные проекты по всему миру находятся еще в зачаточном состоянии, аналитики уже сейчас предсказывают, что беспилотные транспортные средства станут основой умного сельского хозяйства будущего. Беспилотные машины со временем позволят автоматизировать всю сельскохозяйственную деятельность: обработка земель, слежение за здоровьем растений, сбор/хранение урожая и т.д.

Беспилотные летательные аппараты

В интеллектуальной ферме могут использоваться не только наземные беспилотные транспортные средства, но и беспилотные летательные аппараты, оснащенные камерами и высокочувствительными сенсорами. О данном способе автоматизации сельскохозяйственной деятельности мы подробно писали в предыдущем обзоре. БПЛА способны за несколько часов работы обследовать сельскохозяйственные участки внушительных размеров, а информация, собираемая с помощью камеры и сенсоров, позволяет фермеру: создавать электронные карты полей в формате 3D, рассчитывать показатель Normalized Difference Vegetation Index (нормализованный вегетационный индекс) с целью эффективного удобрения культур, инвентаризировать проводимые работы, охранять сельхозугодия и т.д.

В нашей стране производством сельскохозяйственных БПЛА занимается ряд компаний: «Беспилотные технологии» (г. Новосибирск), «Геоскан» (г. Санкт-Петербург), «Автономные аэрокосмические системы — «ГеоСервис» (г. Красноярск) и ZALA AERO (г. Ижевск).

Датчики и сенсоры

Использование, датчиков и сенсоров в сельскохозяйственной деятельности – важный шаг на пути к созданию интеллектуальной фермы. Разнесенные на десятки квадратных километров, они могут непрерывно передавать по радиоканалам информацию о состоянии контролируемых объектов, в частности, значение таких параметров, как: влажность, температура, уровень здоровья растения, запас топлива и т.д.

Измеряемые параметры передаются в специальный центр мониторинга через радиосеть, поэтому при использовании датчиков фермеры должны учитывать качество связи в своем регионе. Радиомодули, разрабатываемые отечественной компанией «Стриж Телематика», используют при передаче параметров технологию LPWAN. Данная технология позволяет фермерам преодолеть барьер отсутствия необходимой телекоммуникационной инфраструктуры в своем регионе.

ГЛОНАСС/GPS в сельском хозяйстве

Оборудовав сельхозтехнику навигационными датчиками ГЛОНАСС/GPS, фермеры получают возможность значительно повысить точность посадки семян растений – погрешность может составлять всего несколько сантиметров. С помощью ГЛОНАСС/GPS маршрут сельхозтехники постоянно контролируется, и в случае отклонения может корректироваться в автоматическом режиме.

IoT-платформы

Сейчас на рынке появляются компании, которые предлагают услуги по развертыванию на IoT-платформе специализированного ПО, способного грамотно обрабатывать собранные с помощью сенсоров данные. Многие эксперты полагают, что будущее интеллектуального сельского хозяйства именно за платформами Интернета вещей. При этом основную ценность для рынка будут представлять специалисты, способные на основе результатов работы ПО принимать верные решения по дальнейшему развитию сельхозугодий.

IoT-платформа в умном сельском хозяйстве. Источник: gsmaintelligence.com

Среди отечественных компаний, предоставляющих сельхозпроизводителям единую IoT-платформу со специализированным ПО, можно выделить Rightech и kSense.

По словам представителей компании Rightech, созданная с использованием стека передовых технологий и уникальных запатентованных идей, платформа Rightech IoT Cloud успешно конкурирует с мировыми аналогами, а по ряду параметров превосходит их. Высокая производительность при обработке больших объемов данных без замедления скорости работы платформы дает возможность клиентам воплотить в жизнь самые амбициозные проекты, связанные с автоматизацией бизнес-логики и Интернетом вещей.

Интеллектуальная платформа kSense поддерживает работу с различными типами источников данных, начиная от простейших сенсоров и локальных контроллеров и заканчивая серьезными вычислительными модулями. При разработке платформы была использована 25-летняя экспертиза в области нелинейного статистического анализа и ряда know-how компании. Платформа эффективно взаимодействует с множеством промышленных и коммуникационных технологий, протоколов и интерфейсов. Главное преимущество платформы kSense разработчики видят в том, что не требуется программирования и участия специалистов в процессе работы, платформа обладает способностью автоматической адаптации к изменениям окружающей среды, самоорганизации системы управления, в зависимости от набора поставленных задач: математический аппарат платформы построен на основе средств искусственного интеллекта и предиктивного анализа.

IoT-платформы Rigtech и kSense позволяют автоматизировать такие аспекты сельскохозяйственной деятельности, как:

• Мониторинг автотранспорта и сельхозтехники. Фермеры получают возможность непрерывно контролировать свой автотранспортный парк (автомобили, тракторы, комбайны и др.). В режиме реального времени доступна информация о скорости передвижения транспортных средств, расходе топлива, времени работы водителя и т.д.

• Хранение и переработка сельхозпродукции. Автоматизация данных процессов позволяет фермерам снизить финансовые затраты на персонал и повысить качество хранения урожая. Фермеры могут круглосуточно управлять температурой своих хранилищ, влажностью, содержанием углекислого газа, вести учет объема собранного урожая и т.д.

• Точное земледелие. В режиме реального времени контролируются основные аспекты земледелия. ПО позволяет оценивать уровень влажности и минерализации почвы. Контролировать уровень света, которым питаются растения. Детально планировать механизмы поливки и сбора урожая. Для наглядности вся информация может быть представлена в виде интерактивной карты.

• Управление животноводством. Фермеры получают возможность непрерывно контролировать состояние своего животноводческого хозяйства: отслеживать местоположение скота, вести наблюдения за беременными и больными особями, определять наиболее рациональное время дойки и т.д.

• и др.

Специфика отечественного рынка умного сельского хозяйства

В настоящий момент отечественный сельскохозяйственный сектор значительно отстает от развитых стран. Производительность сельскохозяйственного труда в нашей стране хуже в 3-5 раз, чем в США и Западной Европе, что объясняется низким проникновением в отрасль интеллектуальных решений. Несмотря на огромные посевные площади, которые составляют около 80 млн. гектар, умные технологии применятся только на 5–10% территорий.

Задача повышения конкурентоспособности отечественных аграриев решается сейчас на правительственном уровне. Основной способ решения проблемы – активный переход к умному сельскому хозяйству. В конце 2016 года вице-премьер Аркадий Дворкович дал поручение Минсельхозу, Минпромторгу и Минкомсвязи составить план внедрения в агропромышленный комплекс технологий Интернета вещей.

Для аграриев планируется разработать и внедрить информационные системы и сервисы. Для этого сначала необходимо обеспечить доступ в интернет на сельскохозяйственных землях. В дальнейшем для оценки эффективности использования земель будет проводиться космический мониторинг с публикацией результатов в интернете. Для управления климатическими рисками будут разработаны сервисы на основе данных с метеостанций и радиолокаторов Росгидромета. Эти данные будут публиковаться на государственных порталах и в информационных системах,  прокомментировал тогда ситуацию представитель Правительственной комиссии по координации деятельности «Открытого правительства» Михаил Абызов.

Около месяца назад Фонд развития интернет-инициатив (ФРИИ) разработал «Дорожную карту», в которой детально расписан план внедрения инновационных технологий в отечественный агропромышленный сектор до 2019 года. Планируется, что к 2019 году 30% российских фермерских хозяйств будут активно использовать технологии Интерна вещей. В этом году основной упор планируется сделать на госрегулировании сельскохозяйственных БПЛА.

Как мы видим, интеллектуальные решения будут в ближайшее время активно внедряться в отечественный агропромышленный сектор. Поэтому сельхозпроизводителям стоит уже сейчас внимательно присмотреться к игрокам рынка, занимающихся разработкой умных решений для сельского хозяйства.