Каждому помидору — по радиомодулю!

Как вы считаете, каков потенциал (мирового и/или российского) сельского хозяйства для внедрения информационных технологий, в частности телематики и Интернета вещей?

Андрей Синицин: Во всем мире движение к «умному» фермерству поощряется грантами и программами, финансируемыми за счет государственного бюджета и частных инвестиций.

В России сельское хозяйство активно развивается, получая серьезную помощь в рамках реализации госпрограмм поддержки АПК разного уровня — от федерального до местного. Система IoT, автоматизирующая деятельность сельхозпредприятий, безусловно является привлекательным фактором как для частного инвестора, так и для государства. Как правило, чиновники регионального и муниципального уровня благосклонно относятся к инициативам высокой степени инновационности. «Громкое» звучание и тяга к «новизне» здесь не решающий фактор, а признак «умных» технологий, предопределяющих окупаемость вложений и успешность проекта. Какой мэр или глава администрации откажется принять на свою землю передовую технологию, позволяющую упростить грязную работу и удешевить производство?

Кроме того, поставленные в жесткие экономические условия аграрии вынуждены изменять привычный менталитет и расширять горизонт планирования. По мере развития и удешевления технологий IoT и реализации проектов с работающими решениями Интернета вещей, скептики получат почву для размышлений, а фермеры задумаются о вложении в современное оснащение с расчетом на «дальнюю» перспективу.

Евгений Ахмадишин: Следует учитывать и вопрос имиджа компании. Если мелкие хозяйства используют IoT-решения в первую очередь для сокращения операционных расходов, то «гиганты» агробизнеса заинтересованы в укреплении своей репутации как «зеленого» и ответственного игрока. Внедрение и использование Интернета вещей позволит крупным сельхозпроизводителям, потребляющим значительные водные или земельные ресурсы, заполучить благосклонность экологических и природоохранных организаций.

«Умное» фермерство не абстракция, а неизбежность: по прогнозам экспертов ООН, к 2050 году мировое производство продовольствия возрастет до 70% для обеспечения 9,6 миллиардного населения. Сельское хозяйство столкнулось с вызовами современности — недостаток плодородных земель, изменение климата, оскудение водных ресурсов и высокая стоимость энергоносителей. Мое мнение: в связке с агрономией, химическим исследованиями почв «умное» или как его еще называют за рубежом «точное», «прецизионное» земледелие будет играть ключевую роль для преодоления этих препятствий.

Что ограничивало развитие этих технологий (телематики и Интернета вещей) в сельском хозяйстве в период до 2014 года и после?

Андрей Синицин: До 2014 года в роли главного ограничителя Интернета вещей выступал технологический критерий, сдерживая появление рентабельной и энергоэффективной платформы для IoT. Говоря о рентабельности, я подразумеваю стоимость внедрения готовых устройств, строительства и эксплуатации инфраструктуры. Безусловно, и до 2014 года создавались какие-то технические решения для внедрения «умной» автоматизации. Например, каналы связи на основе протоколов стандарта IEEE 802.11 или IEEE 802.15.4 позволяли организовать сбор данных с распределенной сети датчиков. Но стоимость интеграции и расходы на строительство и эксплуатацию инфраструктуры, обеспечивающей работу ZigBee или Wi-Fi на обширных сельскохозяйственных угодьях или в промзонах, выходила поистине «космической». Как следствие — решения на основе ближней телеметрии были дороги даже за рубежом, а у нас в России просто не внедрялись.

Следует учитывать и отечественные экономические реалии, продиктованные географическим положением России. У нашего аграрного сектора в отличие от зарубежного свои особенности — климатические условия жестче чем европейские или ближневосточные. Есть и ряд факторов, не позволяющих просто взять готовые и отлаженные решения для Европы и перенести их на российскую землю. Западные системы слишком дороги на этапах внедрения и обслуживания, чтобы показать возврат инвестиций в течение 1-2 лет. Не каждое отечественное хозяйство может позволить себе выписывать импортного специалиста каждый раз, когда требуется «тонкая» отладка сети или интеграция нового датчика в приложение. Наши сельхозпроизводители ждут решения с разумными сроками окупаемости и адаптированные под российские условия.

Евгений Ахмадишин: Устройства, выполненные на базе технологии Low-power wide-area network (LPWAN), отлично соотносятся с потребностями аграриев. Самыми привлекательными характеристиками LPWAN для фермеров стали широкий охват — в радиусе до 50 км. и рекордная автономность вкупе с невысокой стоимостью устройств. На данном этапе рынок ожидает готовых решений, а это уже вопрос времени и спроса — насколько аграрии «созрели» для применения IoT-решений в такой рисковой сфере как агробизнес. В нем на кон ставится многое — плохой урожай принесет убытки и крах хозяйству, поэтому сельхозпроизводители люди достаточно консервативные и недоверчивые. Их инертность выражается в твердой приверженности к проверенным решениям. Они будут действовать по старинке и ожидать какие плоды даст смелый проект соседа-фермера, чтобы в случае успеха реализовать удачную задумку на своей земле.

Какие крупные проекты, реализованные в мире в 2015-2016 гг. в отрасли сельского хозяйства, вы могли бы выделить?

Андрей Синицин: Мы чувствуем, что в России и во всем мире внедрение «умных» приложений в сферу сельского хозяйства все еще на стадии формирования идей. Понимая это, компания держит руку на пульсе событий: отслеживаем тенденции IoT в различных сферах. В том числе изучаем успешные внедрения на европейских, американских, ближневосточных рынках и странах Африки.

Есть действительно работающие IoT проекты, притом не в плодородных долинах, где и так все растет «само», а на засушливых землях Ближнего Востока. Более половины производителей томатов и 40 процентов всех хлопководов Израиля используют систему Phytech’s PlantBeat одноименной компании для мониторинга влажности, температуры грунта и других характеристик почвы. Датчик, «закрепленный» за отдельным растением или участком с посевами, отправляет информацию на облачный сервер, откуда данные поступают оператору, выводя на экран состояние саженца и рекомендации по улучшению его плодоносных свойств.

В США сформировали интересный симбиоз такой «пахучей» сферы агротехники как удобрение полей и IoT. Verizon оснастил трактора-распрыскиватели, обслуживающие угодья в радиусе 121 километра от станции, M2M решением на базе беспроводных технологий. Теперь водитель-оператор насосной установки дистанционно отслеживает и распределяет подачу органических удобрений на поля, а владелец контролирует расход с экрана своего смартфона.

Евгений Ахмадишин: Достойный внимания проект сделали азиатские интеграторы — объединили в беспроводную сеть на платформе Libelium датчики в прудах для разведения мальков. Владельцы фермы заявляют, что отслеживание качества воды «онлайн» не позволит допустить массовой гибели рыбы. Этот проект интересен расположением датчиков в недружелюбной для электроники среде, а также неординарным решением проблемы электропитания сенсоров — разработчики снабдили каждый датчик панелью с солнечной батареей.

Эти проекты вызывают интерес своей новизной, просто потому, что до этого никто так не делал — не прикручивал датчик к помидорам или не измерял галлоны жидкого навоза прецизионным устройством. Но я как разработчик пока не вижу крупномасштабных проектов. Все существующие решения — это либо совместные исследования университетов и IT компаний, либо единичные разработки на основе ближней телеметрии или сотовых сетей. Протоколы GSM, 3G, LTE в прямом смысле не дают проектам нужного размаха — их возможности в отличие от перспективной LPWAN-технологии ограничены сотнями метров.

Я уверен, фундамент будущих проектов-тяжеловесов заложит энергоэффективная сеть, которая удовлетворит запросы сельхозпроизводителей в масштабности и покроет наши бескрайние поля и луга. LPWAN технология достаточно новая и все крупные проекты еще впереди.

Какие проекты в сфере растениеводства вы реализовали?

Евгений Ахмадишин: Компания «СТРИЖ Телематика» реализовала несколько проектов в сфере растениеводства как в России, так и за границей. Основные заказчики наших решений — это конечные потребители, то есть фермеры и животноводы. Также к нам обращаются ИТ-интеграторы, которым поступают заказы на автоматизацию различных процессов в сельском хозяйстве.

Например, от одной из калифорнийских ферм поступил запрос на внедрение автоматизированной системы орошения полей на базе датчиков LPWAN.

Пилотный проект стартовал в мае 2014 года и охватил 36 кукурузных полей. Наши специалисты установили более 500 сенсоров. Телеметрия с датчиков влажности, разнесенных по площади на десятки квадратных километров, принималась всего лишь одной базовой станцией и поступала на сервер компании по локальной сети. На основании полученных данных строилась наглядная модель полей с цветовым градиентом, отображающим участки с допустимой влажностью или районы, требующие полива. И уже анализируя модель, оператор принимал решение на включение полива в том или ином квадрате

В результате, по сравнению предыдущим годом экономия на ирригацию всех площадей за 4 месяца составила 38%. Участки, орошавшиеся по расписанию привычным способом, потребовали в отдельных случаях до 60% больше воды чем поля с установленными датчиками влажности.

В России «СТРИЖ Телематика» осуществила пилотный проект на складе завода «ВалуйкиСахар» в Белгородской области. Наша компания испытала в реальных условиях систему мониторинга температуры хранения сахарной свеклы.

В качестве конечных устройств использовались штанги с тремя встроенными температурными датчиками, расположенными на расстоянии одного метра друг от друга. Штанги погружались в гурт сахарной свеклы, отслеживая температуру в нескольких точках: на глубине 2,5 метров, в центре и на поверхности гурта. Сенсоры подключались к радиомодемам, передающим информацию раз в три минуты. Показания уходили на сервер через базовую станцию, установленную на территории завода, и были доступны для просмотра и анализа в личном кабинете диспетчера.

Удаленный контроль температуры позволил своевременно включать вентиляцию, сохранить сырье и сэкономить электроэнергию.

Расскажите, пожалуйста, о ваших проектах в сфере животноводства?

Евгений Ахмадишин: Возможности «дальнобойной» телеметрии класса LPWAN хорошо вписываются в особенности автоматизации животноводства. Зачастую фермы находятся вдали от развитой инфраструктуры, там, где нет устойчивого покрытия 3G, 4G, а иногда и GSM. Стадо на выпасе может удалиться на несколько километров от хозяйства. Эти условия определяют требования к высокой степени автономности носимых датчиков. LPWAN позволяет охватывать радиосетью площади в десятки километров одной станцией и обеспечить длительную автономную работу компактных устройств.

Совместно с белорусской компанией «Распределенные сенсорные системы» мы занимаемся разработкой автоматизированного решения для выявления половой охоты крупного рогатого скота. Разработка прошла испытание на фермах Республики Беларусь и показала свою коммерческую эффективность.

Так, система, автоматизирующая выявления охоты коров, исключает участие ветеринара в процессе оценки поведения стада. Животновод получает оповещение, как только корова пришла в охоту. Дополнительный эффект достигается за счет отказа от гормональных препаратов и более высокой точности определения состояния коровы.

Ожидаемый экономический эффект в хозяйствах от внедрения оценивается в $60 на корову в год за счет сокращения межотёльного периода и количества необходимых осеменений. Срок окупаемости системы в типичном хозяйстве оценивается в 1-1.5 года при поголовном использовании носимых сенсоров.

Евгений Ахмадишин: В основе датчика половой охоты лежит принцип постоянного мониторинга движений животного с помощью акселерометра. Во время охоты корова проявляет повышенную активность. Акселерометр получает данные о движении, обрабатывает их и сигнализирует о моменте наступления охоты у животного. Через базовую станцию на сервер датчик посылает сигнал. При подтверждении статистическим анализом данных на сервере отправляется сообщение сотрудникам фермы. Корова может находиться в пределах 10-30 километров от фермы на выпасе и при этом быть под контролем ветеринара.

Представьте, что животноводу не нужно больше отслеживать поведение коровы и «на глаз» определять период наступления охоты. Система сама оповестит ветеринара на ПК, по SMS или даже в Telegram о том, когда пришло время провести осеменение животного. Это кажется невероятным, но теперь это возможно.

Кто ваши основные заказчики IoT-решений для сельского хозяйства?

Андрей Синицин: Как правило внедрение инноваций начинается сверху: почти все наши клиенты — крупные фермы и сельхозпроизводители, обладающие средствами для вложения в инновационное технологическое оснащение.

За счет применения «умных» технологий крупные игроки инвестируют в эффективность производства и опережают малый бизнес в плане технологического оснащения. Мы знаем потребности «Мираторг» или «Авангард-Агро» в снижении издержек, поэтому масштабные внедрения не за горами.

Должно пройти время, пока растениеводы и владельцы небольших КФХ осмелятся на внедрение «умных» технологий. IoT-решения должны доказать свою эффективность в крупных хозяйствах хотя бы в течение пары лет. В течение этого срока на Интернет вещей обратит внимание и средний бизнес. Что касается животноводства, то фермерские хозяйства активно интересуются возможностями телеметрии «СТРИЖ». С запросами на разработку инновационных решений на базе автономных LPWAN-модулей, например, для слежения за стадом в режиме реального времени, к нам обращаются животноводы из разных регионов России, Казахстана, Беларуси, Киргизии. Концепция Интернета вещей сама по себе «молодая» и только-только нашла применение в сельском хозяйстве. Но ее потенциал для крупных проектов — колоссальный.

Планируете ли вы выпустить новые решения для растениеводства и животноводства?

Андрей Синицин: Тема Интернета вещей в сельском хозяйстве нам интересна. Мы видим, как фермеры осознают реальные преимущества технологии LPWAN. Не размышляя отвлеченно о ее инновационности, а уже предметно, формируя собственные, порой оригинальные запросы на IoT решения, предлагая в каком аспекте хозяйствования их можно применить. Нельзя сказать, что «мяч» на стороне аграриев или ИТ-интеграторов. Идет обоюдный процесс, в ходе которого мы как создатели и поставщики проверенных решений ждем запросов и готовы реализовать наши разработки.

Какие основные драйверы и барьеры для роста рынка M2M и IoT в сельском хозяйстве вы могли бы выделить?

Андрей Синицин: Ключевой критерий использования «умной» технологии в сельском хозяйстве (как в растениеводстве, так и в животноводстве) — рентабельность внедрения. Решение по автоматизации должно соответствовать экономическим реалиям нашего рынка и окупаться в приемлемые сроки. Если вложения оправдывают результат — можно внедрять.

В сельском хозяйстве свои особенности: сельхозугодья расположены вдали от городской инфраструктуры, где зачастую нет покрытия GSM/GPRS, а разворачивать сотовую сеть — дорого. Альтернативные технологии, такие, как ZigBee, Wi-Fi, не позволяют при минимуме затрат покрыть огромные территории полей в сотни гектар. Даже в пределах завода при использовании ZigBee и Wi-Fi, возникают сложности и приходится устанавливать ретрансляторы, протягивать кабельные линии и проводку. В конечном счете установка и обслуживание такой системы получается хлопотной и дорогой.

В сельском хозяйстве будут востребованы IoT-решения, которые покажут эффективность как с технической, так и с экономической точки зрения. В этом плане появление LPWAN-технологий даст толчок автоматизации в сельхозотрасли. Преимущества технологии хорошо вписываются в потребности таких решений — большой радиус действия, высокая автономность конечных устройств, простота развертывания сети и низкая стоимость всей инфраструктуры. То, что нужно аграриям.

Евгений Ахмадишин: Появление новых технологий и компонентной базы будет стимулировать разработчиков создавать «умные» решения для многих отраслей в том числе и для аграрного сектора. Решения, соответствующие реалиям отечественного рынка, будут внедряться в первую очередь в качестве пилотов на крупных фермах.

Как несколько тысяч лет назад изобретение топора и плуга предопределило появление новой модели земледелия, так и технология LPWAN даст импульс перспективным бизнес моделям и послужит толчком к формированию новых правил ведения сельскохозяйственного бизнеса.

Однако тут опять же возвращаемся к консервативности земледельцев и животноводов. Фермеры встают перед выбором: либо сэкономить, либо повысить эффективность хозяйства. Перейти на более дешевые корма проще, чем внедрять системы автоматизации. Это позволяет быстро получать дополнительную прибыль, но плохо работает на «долгой дистанции». Менталитет российского фермера — один из ключевых барьеров внедрения инновационных технологий. Если сосед установил какое-то «ноу-хау», и оно «пошло», оправдало ожидания, показало эффективность, фермер последует примеру товарища. Отсюда следует только один вывод: наличие успешных IoT-пилотов является важным фактором развития автоматизированных решений в сельском хозяйстве.

Беседовал Виталий Мосеев