Алтайские биологи продвигают перспективные проекты в сельском хозяйстве

Уходят те времена, когда алтайские агрономы судили о состоянии посевов, объезжая бескрайние поля на легковушках. Сейчас им на помощь приходят современные технологии, позволяющие работать уже не на глазок. Продвигают новые технологии местные ученые.

- Идея мониторинга сельхозпосевов с воздуха зародилась у меня лет пять назад, - вспоминает Наталья Овчарова, кандидат биологических наук, доцент Института биологии и биотехнологии Алтайского государственного университета. - Тогда мы выиграли грант Российского научного фонда, и одной из задач был мониторинг ресурсного вида хмеля, для которого приобрели необходимое оборудование, в том числе беспилотник. В крае воздушной съемкой посевов никто не занимался, и мы поначалу пользовались БПЛА, арендованным у одной из новосибирских фирм. Я - геоботаник и изучаю растительность наземными методами: линейка, фотоаппарат, описание растительности... Но этого стало недостаточно. Конечно, мы использовали снимки необходимых нам участков, сделанные из космоса, однако хотелось расширить возможности для более детального их изучения. БПЛА мы купили с геопривязкой с точностью до одного сантиметра. Постепенно обрастали новым оборудованием. Сначала у нас был один суперкомпьютер, потом руководство университета поддержало наши изыскания и удалось купить второй.

Проект начинался в 2022 году, и под него удалось собрать ученых из разных городов - барнаульцам помогали коллеги из Новосибирска, Красноярска, Абакана и Оренбурга. Каждая из приглашенных групп взяла на себя конкретную задачу: одни вели наземный мониторинг, другие - воздушную съемку, третьи работали с ИИ, четвертые занимались координацией. Со своим проектом ученые вышли на индустриальных партнеров - два успешных фермерских хозяйства Алтайского края. Что важно, придерживаются они разных технологий возделывания сельхозкультур: классическая обработка почвы и no-till. Проект действует и поныне.

- Видео- и фотомониторинг посевов мы оперативно предоставляем агрономам хозяйств. Хороший специалист по этим данным может многое понять и проконтролировать. Например, степень ответственности и качество работы механизатора, работавшего на том или ином поле. По технологическим моментам обработки почвы мы все это время активно сотрудничали с доктором технических наук, профессором АГАУ Владимиром Ивановичем Беляевым. Кроме того, с прошлого года в проекте участвует фитопатолог из "Федерального Алтайского научного центра агробиотехнологий", что тоже сильно помогло. Наша совместная работа позволяет давать фермерам конкретные научные рекомендации по работе над тем или иным участком. Разумеется, эти рекомендации в научный отчет и статьи не включишь. Однако для собственно научной работы нам хватает полученных данных, - рассказывает Наталья Владимировна.

Первый научный продукт проекта был подготовлен в 2024-м - это программное обеспечение для БПЛА по детектированию экземпляров кукурузы и подсолнечника (культур с высокой маржинальностью). Программа рассчитывает количество экземпляров растений на заданной площади. Следующей наработкой, оформленной в государственную регистрацию, стала база данных, или кадастр эталонов агроценоза на основе RGВ-изображений и мультиспектральных съемок с беспилотника. Такой кадастр формировался в течение трех лет. Это перечень из одиннадцати основных сельхозкультур в крае, содержащий главные их характеристики.

- Влияние человеческого фактора будет сокращаться в сторону расширения сфер ответственности ИИ. Уже сейчас мы благодаря массиву фотографий учим компьютерные модели. Хотя полностью человека заменить на искусственный интеллект невозможно. Где еще в сельском хозяйстве можно использовать возможности БПЛА и ИИ? Сейчас мы пытаемся развить до полноценного проекта тему дифференцированной обработки полей тяжелыми дронами (между прочим, она хорошо развивается в Беларуси). Суть в том, что тяжелый дрон обрабатывает химикатами большие поля только в тех местах, где назрела необходимость. В прошлом году наши студенты на практике в одной из сельхозкомпаний именно этим и занимались, поскольку ее директору идея пришлась по душе. Но пока есть ограничивающие факторы - импортные программное обеспечение и форсунки для опыления. Выход в том, чтобы быстрее развивать импортозамещение, - уверена Наталья Овчарова.

Параллельно с научными разработками в данной сфере в АлтГУ развиваются образовательные. В университете внедрен образовательный проект "Технологии ИИ в биологии". Эта программа создана для того, чтобы каждый биолог имел возможность понять, какие широкие горизонты открывает для специалистов искусственный интеллект. Проект направлен на формирование у специалистов биологических направлений профессиональных компетенций в области работы с большими данными, современными методами пространственного анализа в ГИС, применения ИИ для обработки полевых материалов, получаемых с помощью БПЛА, и методов анализа баз данных.

Совершенно очевидно, что тема использования беспилотников и ИИ в аграрном секторе перспективна во многих отношениях, в том числе в вопросах агрострахования. Наталья Владимировна считает, что применение дронов следует строго регламентировать, в том числе во избежание несчастных случаев, но это дело нельзя забюрократизировать.