Беспилотные летательные аппараты в сельском хозяйстве: математическая точность хорошего урожая

Беспилотные летательные аппараты в сельском хозяйстве: математическая точность хорошего урожая

Для России – это в новинку, но иностранный рынок уже во всю получает прибыль за счет так называемого умного сельского хозяйства, которое предполагает использование фермерами инноваций, для автоматизации, увеличения прибыли и урожаев. На конец 2016 года мировой рынок интеллектуальных сельскохозяйственных решений оценивался примерно в $13 млрд., в 2025 году эта цифра может достигнуть отметки близкой к 40 млрд*.

Сегодня вовсе не обязательно ездить на тракторе и заливать все поле до краев средством от вредителей или удобрением. Во-первых, в России есть реальный дефицит тракторов, аренда очень дорогая и в сезон их можно просто не достать. Во-вторых, нынче вы с помощью дрона можете определить каким именно растениям не хватает, например, влаги или удобрений, задать координаты этих растений и точечно полить. Дроны, квадрокоптеры, они же – беспилотные летательные аппараты, с мультиспектральными камерами на борту, могут сделать частное и крупное сельское хозяйство в нашей большой стране гораздо более прибыльным занятием. 

Об этом нам сегодня расскажет ведущий специалист по БПА ООО «Альта-Планта» – Шартуков Евгений Андреевич. 

Как именно вы предлагаете повысить эффективность сельского хозяйства в стране?

Сейчас многие сельскохозяйственные компании задумываются про свою эффективность, потому что затраты на удобрения, на посевные материалы, ГСМ растут и многие компании приходят к тому, что нужно работать не по площадям, а детально.

Например, у нас есть какое-то поле 100 на 100 гектаров, условно говоря, и нам для того чтобы урожайность соответствовала необходимым параметрам необязательно всю площадь засевать удобрениями. Или все увлажнять. Если мы будем работать полностью по площадям, то так может случиться, что мы где-то создадим переизбыток удобрений, где-то переувлажним.  И все равно мы потратим ресурсы, а на конечный результат это не повлияет или повлияет недостаточно хорошо. Поэтому мы предлагаем использовать беспилотные летательные аппараты в сельском хозяйстве. На самом деле это не так чтобы совсем инновация. Мы просто берем идею с иностранного рынка, который более энергоэффективен и прицеливаем это на наши реалии.

В чем особенность вашей технологии?

В том, что, изначально, когда на этапе закладки семенного фонда осуществляется аэрофотосъёмка. Подсчитываются точные площади непосредственно под посадку, понимается какое количество и какая концентрация семян нужна. После этого осуществляется внесение сменного фонда и начинается периодический мониторинг со специальными мультиспектральными камерами. 

В чем особенности этих камер? 

Их пять штук. Есть беспилотные летательные аппараты. На них установлены 5 камер. Каждая смотрит в своем определенном спектре. Когда мы осуществляем обычную съемку с телефона или с фото/видео камеры, мы видим изображение в RGB формате: red, blue, green. То есть это те цвета, которые по пикселям у нас воспроизводятся на экранах и воспринимаются нашим глазом. Но очень много информации, которая есть, но мы ее не видим. Для того чтобы ее посмотреть, как раз нам нужно использовать мультиспектральную камеру. При помощи данного оборудования можно получить индексы NDVI, то есть это индексы вегетативности. В зависимости от состояния каждого конкретного растения, в определенном спектре оно по-разному выглядит.

Каким образом это поможет российским фермерам?

Если растительности не хватает определенного удобрения, то оно меняет свой цвет в одном из спектров, которые видит мультиспектральная камера и потом видим мы.  Соответственно наше поле, которое 100 на 100 гектар, превращается в такое лоскутное одеяло, которое не одинаково зеленое, а раскрашено разными цветами. В зависимости от того, каким цветом подсвечен каждый участок, мы понимаем, что вот здесь нам не хватает одного типа удобрения, вот здесь вот другого. Здесь у нас недостаток влаги.

Подобная технология позволяет уменьшить количество удобрений, вносимых на почву. И так же уменьшить количество моточасов техники, которая это удобрение вносит. Это то, что можно сделать уже сейчас. Для этого есть технологии, есть оборудование. Это технически не сложно. Это первое решение, которое мы можем предложить нашим клиентам.

Есть и второе решение?

Есть. Второе решение в том, что появляется и уже появилось оборудование которое может вносить удобрения при помощи беспилотных летательных аппаратов. Кажется, глупостью, но давайте расскажу, зачем это надо.

Есть, например, не поля, а яблони, груши, то есть сады. При помощи грузовых квадрокоптеров, снабженных специальными химическими компонентами можно осуществлять обработку от паразитов и удобрение непосредственно крон деревьев. 

То есть создается электронная база поля, в которой указываются точные координаты каждого дерева. И мы анализируем данные с мультиспектральной камеры. Понимаем, что вот здесь вот данному растению не хватает таких-то химических элементов и можем адресно обрабатывать каждое растение.

Так же эта технология очень эффективна против вредителей, потому что нет необходимости обрабатывать все поля, можно только адресно обрабатывать конкретно каждые участки, пораженные вредителями. Средства эти не сильно полезны для растений, поэтому особенно актуально свести их использование к минимуму. Мы можем это сделать. Распыление при помощи коптера дает мелкодисперсные капли и винты коптера, как бы вбивают их непосредственно в листья. В итоге необходима гораздо меньшая концентрация веществ, чтобы провести какие-то работы. Согласитесь – это экологичнее чем трактор, на который установлена огромная в несколько кубов емкость химии, который на целое поле, без разбора это распыляет. Мы можем это уменьшить, чтобы объемы химии, которые попадают в землю были гораздо меньше. Поэтому и колорадских жуков не будет и экология сохранится.

Это то, что касается  непосредственно полей. Для России – это действительно инновационные задачи.

Страны с более эффективным сельским хозяйством давно перешли на такие эффективные адресные технологии.

Какой объем удобрений можно загрузить в квадрокоптер?

10, 20, 30 литров за раз – в зависимости от грузоподъемности. Далее, мы строим по результатам работы другого коптера 3D-модель и индексы NDVI, понимаем, что у нас что-то нехорошее происходит. Приезжаем на поле, загружаем в коптер полетное задание, заливаем в него химию, нажимаем старт. А если он возвращается из-за того, что ему не хватило жидкости, мы ее доливаем, то же самое с батарейками.

Форма удобрений сыпучая, жидкая или в принципе не имеет значения?

Есть два типа емкости, которые мы грузим на коптер это жидкое, либо это гранулы. И в емкостях которые используются гранулы, можно осуществлять рассеивание. 

Есть ли еще какие-то технологии, которые смогут облегчить жизнь фермерам?

Есть еще и более приземленные вещи, которые мы можем сделать и это вообще технически не сложно, например, для реконструкции, модернизации, изменения рельефа. Изменения русл рек у фермерских хозяйств, можно строить полную 3D-модель всего хозяйства.

То есть, коптер или беспилотный летательный аппарат любой осуществляет аэрофотосъемку, на ее основе делается 3D-модель и на этой 3D-модели мы можем полностью просчитать, какое количество там земли, какие перепады рельефа там, какой объем каких-то удобрений уже там. Вот лежат кучи, например, свеклы или картофеля, который не перевезли еще на хранилище. Все это можно посчитать – это технически просто. Быстро и порядок точности гораздо выше, чем примерно прикинул совхоз и все. 

Этот продукт мы тоже можем предоставлять нашим клиентам. Это возможно клиенты могут делать сами, но на самом деле есть ряд технических нюансов, которое все равно нужно учитывать. При осуществлении полетов, при обработке данных, чтобы полученный результат был приближен к абсолютной истине.

Данные услуги с квадрокоптерами ваша компания предоставляет по всем регионам?

Да мы можем выехать в любой регион. Единственное – чем дальше регион, тем больше наши накладные расходы. А стоимость наша, она складывается в первую очередь из наших расходов, связанных с командировками. Потому что амортизация оборудования не очень большая. Если это какие-то большие объемы, понятно, что там стоимость командировки она будет ниже в процентном соотношении.

А вообще, какая стоимость услуг? От скольки до скольки?

Ну смотрите, если мы говорим про аэрофотосъемку и построение 3D-модели, то стоимость – порядка 30-40 тысяч за квадратный километр. То есть мы взяли километр на километр и стоимость без особой постобработки, то есть мы просто выдаем результат 3D-модели, аэрофотосъемку – ортофотоплан. Она без дополнительных расходов варьируется в пределах 500 долларов. Если мы говорим о больших объемах, соответственно суммарно, то  получится себестоимость меньше, если какие-то небольшие объемы,  то все равно туда экипаж должен выехать, должен выполнить работу и камеральный отдел тоже будет занят.

Есть какие-то специальные предложения для клиентов по этой услуге?

Сейчас для каких-то вещей связанных с отработкой технологий с взаимодействием с заказчиком мы можем сделать эту услугу за условную себестоимость, просто, чтобы иметь такую декларацию о намерениях, о сотрудничестве. Она просто считается и нужны изначальные данные о том, что какое-то хозяйство хочет осуществить такие-то мероприятия и получить  такой-то результат. Имея такие вводные мы можем рассчитать стоимость такой услуги.

Собирать данные с квадрокоптера можно весь год?

Технически это можно делать круглый год, но данные которые будут собираться под слоем снега, они не так чтобы надежные и мало кому интересные. Поэтому бесснежный сезон, вот скажем так. Потому что для аэрофотосъемки оптимальный промежуток времени, когда уже сошел снег, но еще нет листы. Тогда максимальное количество данных мы сможем собрать.

Все что касается бесснежного периода. Да наши полеты будут ограничивать только ветер и взаимодействие с органами власти по закрытию воздушного пространства. Это отдельный комплекс мероприятий. Который мы берем на себя и делаем. Чтобы соответствовать законодательству.