Студент Тимирязевской академии Богдан Якобсон разработал многозонный датчик влажности. Автоматизированная система измеряет сразу несколько показателей окружающей среды и на основании собранных данных сама определяет наиболее эффективную периодичность полива.
Использование умного прибора позволит фермерам не только сэкономить ресурсы, но и избежать потерь урожая. Датчик можно применять как в открытом, так и в закрытом грунте. Инновация молодого учёного может стать альтернативой зарубежным аналогам.
Импортонезависимое решение сохранит урожай
— В чём состоит инновационность датчика?
— Сейчас на рынке представлено два типа изделий. Это низкого качества дешёвые немногоуровневые датчики, либо влагомеры, устройства, которые подчас невозможно интегрировать в цифровую систему управления поливом, поскольку приходится снимать показатели в ручном режиме и, соответственно, вносить их в базу данных также в ручном режиме.
Мы предлагаем другое решение — измерение влажности на разных глубинах почвы и в нескольких зонах. Устройство мониторит влажность и температуру почвы, влажность и температуру воздуха, освещённость, атмосферное давление и скорость ветра. Все данные пересылаются на сервер, где обрабатываются и хранятся в личном кабинете. Исходя из уровня влажности регулируется полив.
— Насколько решение повлияет на технологию полива?
— Основное преимущество прибора — минимизация потерь урожая из-за неправильного полива. С помощью автоматизации полива мы исключаем как переизбыток, так и дефицит влаги. Объём данных, в зависимости от которых принимается решение о включении или отключении полива, играет огромную роль. Умный полив — это не просто кран, который можно открыть/закрыть с помощью личного кабинета в приложении. Это система, которая самостоятельно принимает решение, то есть человеческий фактор исключён.
Когда мы с научным руководителем, старшим преподавателем кафедры сельскохозяйственных мелиораций, лесоводства и землеустройства Оксаной Кузиной, а также техническим специалистом проекта Сергеем Сычёвым разрабатывали цифровую ферму, поняли, что недостаточно просто создать приложение для управления поливом. Необходимо именно устройство для измерения влажности, в зависимости от показаний которого мы будем включать или выключать систему подачи воды.
Сейчас есть два пути: покупать дорогие влагомеры, либо экономить и приобретать дешёвые приборы, которые не гарантируют качества и которые невозможно интегрировать в уже существующую систему полива. Проблема в том, что многие зарубежные производители цифровых решений по автоматизации полива ушли с российского рынка. Многие сельхозпредприятия столкнулись с проблемами в обслуживании таких систем. Сенсоры, датчики постепенно выходят из строя, а возможность починить оборудование отсутствует. Чем сложнее устройство, тем чаще его нужно обслуживать. Без качественного сервиса оно превращается в «железо».
Автоматизация полива станет по карману дачникам
— Датчик, который вы разработали, больше подходит для защищённого или открытого грунта?
— Устройство имеет простую конструкцию. Оно состоит из пластиковой тонкостенной трубки, герметично изолированной, с одного конца и обслуживаемого блока сенсоров с другого. Прибор универсален — его можно использовать и в условиях закрытого грунта теплицы, и на открытом грунте орошаемых полей. Гибкость конструкции позволяет менять глубину контролируемой зоны и набор параметров, измеряемых в ней.
Датчик не подвергается коррозии, что значительно увеличивает срок его эксплуатации, и может работать на сложных рельефах. Устройство снабжено солнечной панелью, от которой и происходит его зарядка. Также в схеме предусмотрен энергонезависимый накопитель данных на случай невозможности их отправки.
— На каких предприятиях тестировалось устройство?
— Например, на рисовых чеках одного из хозяйств Дагестана. Ежегодно предприятие теряло часть посевов из-за падения уровня воды. Этой культуре необходим приток холодной воды определённого объёма, чтобы семена не выпрели. Периодически вода переставала проходить по специальным каналам, из-за чего происходило выпревание посевов. С помощью датчика влажности удалось решить эту проблему, так как он способен не только измерять температуру воды, но и высоту её подъёма.
Огромный интерес к датчику проявили и тепличные хозяйства. Производители сельхозпродукции в защищённом грунте — наиболее продвинутый сегмент отечественного АПК в плане внедрения цифровых технологий. На большинстве крупных комплексов работает капельный полив, существует автоматизированная система вентиляции, используется технология досветки овощных культур. Поэтому тепличным компаниям проще внедрять инновацию, разработанную в Тимирязевской академии. Могу отметить, что разработкой интересовались тепличные хозяйства Подмосковья и Татарстана.
Хочу подчеркнуть, что мы нацелены не просто на продажу датчиков. Для нас важна разработка автоматизированной системы полива с использованием технологии искусственного интеллекта. Мы нацелены на долгосрочное сотрудничество с агропредприятиями, поскольку интересны накопленные данные с датчиков для их дальнейшей обработки с помощью технологии big data. Это проверка решения. Мы планируем тестировать устройство в разных хозяйствах, с разными системами полива, поскольку важно понять, как оборудование будет работать в разных условиях.
— Можно ли использовать датчики в тепличных комбинатах с большой посевной площадью, а также в небольших фермерских хозяйствах?
— Средние, малые хозяйства, а также личные подсобные хозяйства — это наша целевая группа. В среднем на одно поле требуется минимум четыре-пять датчиков, чтобы иметь полную картину по уровню увлажнённости почвы на разной глубине. Хотя, конечно, многое зависит от рельефа местности, например, если на земельном участке есть сильные уклоны.
Датчик будет привлекательным по цене для небольших и малых фермерских хозяйств. Несколько модификаций датчика разработали и для дачников. Первый вариант напоминает сенсор, который передаёт данные в приложение с упрощённым интерфейсом. Как известно, 90% стоимости устройства — это программное обеспечение и разработка системы передачи данных на сервер. Поэтому садоводам-любителям будет доступен ещё и эконом-вариант — без передачи данных, то есть с телефона дистанционно пользователь не сможет включить полив, это будет происходить автоматически. Просто вода при определённых показаниях датчика, то есть в зависимости от уровня влажности почвы, будет подаваться прямо из ёмкости на дачном участке к грядкам. Кран будет включаться автоматически от показателей влажности. Такая система полива станет пользоваться спросом у горожан, которые не могут в сезон часто бывать на своей даче и, соответственно, поливать растения и деревья.
«Умная» — не значит сложная
— Многие фермеры не обладают достаточными знаниями по агрономии и IT. Насколько легко пользоваться системой управления датчиками?
— Наша цель — упростить жизнь фермерам. Поэтому, разрабатывая устройство, мы старались, чтобы руководители небольших хозяйств могли самостоятельно, без привлечения других специалистов, управлять системой полива. Датчики будут поставляться полностью откалиброванными и с уже установленным программным обеспечением. Остаётся только их распаковать, подзарядить, установить по предложенной схеме на посевах в поле или теплице, зайти в личный кабинет, подключить систему, данные тут же начнут поступать в личный кабинет. Конечно, у многих хозяйств уже есть своя оросительная система. Поэтому устройство разрабатывалось с таким расчётом, что его можно интегрировать в уже действующую систему полива. Сейчас агропредприятия и так оказались в непростой ситуации из-за ухода зарубежных поставщиков цифровых решений. Поэтому выходить на рынок с новым продуктом и говорить сельхозпроизводителям, что за их счёт полностью нужно изменить систему полива, весьма опрометчиво.
— Когда продукт поступит в массовую продажу?
— Продажа датчиков стартует в конце мая. Я думаю, что хозяйства быстро «распробуют» и оценят нашу разработку, в первую очередь из-за её удобства. Даже такой консервативный сегмент покупателей, как дачники, будут рады новому решению для полива. В Тимирязевской академии нацелены на технологическое предпринимательство, а оно невозможно без запроса, заказа от бизнеса. Когда ты делаешь решение с пониманием того, как это будет реально работать на производстве и как будет интегрировано, внедрение новинки происходит намного быстрее и эффективнее.