Почти шесть лет назад несколько энтузиастов приступили к созданию прототипа робота-манипулятора для теплиц и его модификации для сбора урожая. По словам автора проекта Okrobot Кирилла Сизюхина, инженера, кандидата технических наук, опытная модель успешно проходит тестирование в одном из тепличных хозяйств Тверской области. Для запуска в серийное производство необходимы инвестиции и ещё около двух лет.
Глаза и руки агронома
— Как у инженера возник интерес к роботизации в агробизнесе?
— Я — узкоспециализированный специалист в сфере автоматизации бизнеса. Это моя основная профессия. Проекты по учёту внесения удобрений, геосъёмке поля — для меня это легкореализуемые решения, но они не дают ощутимый экономический эффект. За счёт роботизации можно повысить производительность каждого растения на вертикальной ферме, что увеличит прибыль на 10–15% при тех же условиях производства.
Сейчас в России стремительно растёт производство сельхозпродукции в закрытом грунте. Тепличная инфраструктура в стране создана. Встал вопрос о её рациональной эксплуатации. На мой взгляд, именно для тепличных компаний и будет представлять интерес мой продукт. Благодаря искусственному интеллекту, технологии компьютерного зрения можно обработать получаемые данные о росте и развитии растений. Человек не в состоянии учесть сотни нюансов, параметров. Как правило, за основу берутся усреднённые показатели, на базе которых затем выстраивается уход за растениями. Искусственный интеллект может добавить индивидуальности, конкретики. Какое-то растение нужно поливать больше, а какое-то чуть меньше. И вот это чуть меньше — это и есть цель всей системы, снизить негативное воздействие на растения за счёт верного расчёта внесения агрохимикатов и удобрений и обеспечить их максимальную производительность.
— Сможет ли когда-нибудь вертикальное земледелие стать полностью автономным?
— Робот не заменит, а будет дополнять агрономов, живые люди никуда из теплиц не исчезнут. Но «помощники» с искусственным разумом смогут выполнить тысячи рутинных задач. Например, осмотр каждого растения. На это, как правило, всегда не хватает рабочих рук. А робот будет делать это периодически, по заданному графику. Он сможет увидеть каждое растение в динамике его развития. «Разглядеть» посевы роботу помогут камера высокого разрешения и лидар, который передвигается по рельсам и делает серию снимков посевов с разных ракурсов. Затем изображения передаются на облачный сервер, где производится их обработка и создание трёхмерной модели растения. Полученные нами 3D-модели растений имеют высокую точность детализации (менее 0,5 мм) и позволяют внимательно «рассмотреть» листья и стебли. Анализ полученной информации в динамике даст полную картину о состоянии растений и позволит сделать эффективным производство в теплицах. Ежедневный мониторинг значительно сократит объём применяемых средств защиты растений, рационально изменит пропорции питательных смесей.
Робот станет «глазами» агронома и ещё сможет выполнять функции контролёра. Например, дали поручение сотрудникам по сбору урожая или проведению посева семян в теплице, а искусственный интеллект сможет проследить, насколько точно и верно были выполнены эти задачи.
Okrobot обладает ещё одной полезной функцией — сбор урожая. Для этого его оборудовали специальной конструкцией для захвата и среза плодов. «Умный» сборщик способен чётко по графику собирать плоды определённого размера и зрелости, что чрезвычайно важно для скоропортящейся продукции.
— Okrobot — полностью российская разработка?
— Мой проект основан на компонентах, которые широко представлены у различных производителей, так что с их поставками проблем не будет. Вся металлическая составляющая производится в России, контроллеры и видеокамеры можно приобрести у китайских производителей. Это российско-китайская модель, если так можно выразиться. Так что у Okrobot есть большой потенциал для локализации производства.
Для разработчика важно продемонстрировать потенциальным инвесторам результативность опытной модели, поэтому её можно оснастить штучными и очень технологичными девайсами. Для прототипа Okrobot использовали 3D-лидар — дорогое современное устройство. Но сделано это сознательно, поскольку за счёт этого дорогостоящего прибора удалось сократить время производства прототипа. Когда начнётся серийный выпуск, то лидар можно заменить более дешёвой стереокамерой.
— Где происходит тестирование прототипа?
— Испытания проходят на небольшом тепличном комплексе в Тверской области.
Собрать робота в голове — самая сложная часть работы
— Можно ли ваш проект назвать «гаражным»?
— Да, наверное. У меня есть собственная мастерская, по уровню это хорошо переоборудованный гараж. Робот ведь сначала собирается в голове — это самая сложная часть работы. А практическая часть — собрать его в виде набора прикрученных друг к другу компонентов — это уже дело техники. Для этого и гараж подойдёт.
— Сколько потребуется времени для запуска его производства при решении вопроса с финансированием?
— Запуск производства — это приятные хлопоты. Основная часть — разработка программного обеспечения, без этого прототип невозможно запустить в серийное производство. У меня пока есть две концепции создания софта для моей разработки. Первый — это тот путь, которым я сейчас иду. У меня большой кругозор по строительству систем компьютерного зрения, я давно занимаюсь такими IT-решениями.
Второй путь — нанять команду разработчиков, чтобы максимально ускорить процесс. По времени это займёт год-полтора, а по стоимости обойдётся в 100–150 млн рублей. Сумму легко можно уменьшить, снизив число разработчиков. Подчеркну, что с точки зрения европейских или американских компаний по созданию роботов — это скромные затраты. На выходе мы бы получили готовый продукт, а не демоверсию или прототип, поскольку он уже прошёл бы испытания и имел реальный опыт использования.
Я занимаюсь пока прототипированием, чтобы массив данных, который исчисляется терабайтами, корректно обрабатывался компьютерной программой. Звучит просто, но на самом деле требует огромных трудозатрат. Любая помощь инвесторов и фондов будет ценна, поскольку трудно в одиночку создавать продукт, над которым в высокотехнологичных компаниях трудятся десятки специалистов.
— Есть ли в России уже готовые решения по роботизации вертикальных ферм?
— Как-то случайно наткнулся на информацию о проекте, поддерживаемом российским Фондом содействия инновациям. В небольшой презентации сказано, что система на базе искусственного интеллекта создана для экономии агрохимикатов. Пока видел только один видеоролик, и он больше напоминает видеоотчёт для фонда. Я не уверен, что это работающее решение, так как непонятно, как это реализовано на практике. Нет информации о том, чтобы какое-то предприятие внедрило инновацию.
Из общения с руководителями тепличных хозяйств я понял, что у всех разное видение о том, как нужно развивать производство. Однако все нуждаются в автоматизации мониторинга за листовой поверхностью — это важнейший параметр, который влияет на урожайность. Фактически раз в неделю проводится осмотр посевов, этого явно недостаточно. Если эту функцию возьмёт на себя компьютерная программа, то работник за смену сможет сделать гораздо больше.
А вот за рубежом это направление активно развивается. Например, в Австралии создана лаборатория по изучению с помощью системы компьютерного зрения проблем в развитии растений. В Нидерландах внедрением цифровых технологий в агропроизводстве занимается крупный холдинг по разработке программного обеспечения, а также компания по проектированию и строительству тепличных комплексов. В обоих случаях удалось собрать сильную компанию разработчиков, которые уже создали и тестируют прототип системы для мониторинга за томатами при производстве данной овощной культуры в закрытом грунте.
Надежда на инвесторов и господдержку
— В аграрном секторе бытует мнение, что роботизация — это дорого, а использование «умных» систем в производстве — слишком сложно.
— Любая технология, эффективная в реальной жизни, доказавшая свою практическую пользу, не вызывает сомнений в её использовании. Нет людей консервативных, есть сомневающиеся. Хороший высокотехнологичный продукт обязательно купят, я уверен в этом.
— В последние годы наметился тренд — мировой бигтех, например, Amazon, проявляют большой интерес к небольшим стартапам, которые создают решения по цифровизации агропроизводства в закрытых помещениях. Потенциальные российские инвесторы следят за IT-новинками для сельского хозяйства?
— Я был участником выставки в Сочи INNOFOOD, Арктического акселератора в Мурманске. Не так давно Ассоциация «Теплицы России» проводила семинар для тепличных хозяйств с участием компаний, которые как раз предлагают разработки в сфере цифровизации и автоматизации этого бизнеса. После презентации Okrobot ко мне подходили и пожимали руку технические специалисты с пожеланиями выпустить свой продукт как можно быстрее на рынок. Но потенциальные инвесторы пока не проявляют заинтересованность. Ряд руководителей агропредприятий прямо говорят о готовности купить работающий продукт, но вкладываться в его производство у них нет возможности.
— Отсутствие интереса, на ваш взгляд, от неверия в высокие технологии или следствие технологической отсталости?
— Сложно объяснить. Возможно, у аграриев на данном этапе другие проблемы. Хотя странно, что продукт, способный принести экономию в 10–15%, пока не вызывает интереса.
— К господдержке относитесь скептически?
— Скептически, но с надеждой. Я её запросил. Подал заявку в декабре на участие в программе «Старт» (программу курирует Фонд содействия инновациям. Она направлена на поддержку малых инновационных предприятий и разработчиков высокотехнологичных продуктов со значительным потенциалом коммерциализации. Сумма гранта — до 24 млн рублей. — Прим. ред.). В пакете документов есть отзывы с Мурманской научной станции, проректора института связи в Санкт-Петербурге, компании «МБМ Групп», которая занимается проектированием и строительством теплиц. Конечно, если удастся получить грант, то это будет большим успехом. Но больших надежд не возлагаю на эту программу. Сейчас я занимаюсь ещё одним проектом в области автоматизации бизнеса. За счёт него и идёт финансирование Okrobot. Первый прототип робота обошёлся мне в 800 тыс. рублей.
— Сколько нужно вложить средств, чтобы изделие можно было запустить в серийное производство?
— Производство организовать несложно. Себестоимость с точки зрения «железа» будет в пределах 1 млн рублей. Это, можно сказать, копейки, если сравнивать с аналогичными проектами в Европе или США. Плюс ещё расходы на инфраструктуру, которая понадобится для разработки систем по обработке данных, то есть на покупку серверного оборудования. Астрономических расходов выпуск робота точно не потребует. С точки зрения обслуживания и использования продукт будет недорогим. Гораздо больше усилий придётся приложить для создания программного обеспечения. Это ресурсоёмкий и в финансовом плане затратный процесс. В иностранных компаниях он занимает до 10–15 лет, над выполнением данной задачи трудится команда разработчиков 15–20 человек. А я могу рассчитывать только на собственные силы и помощь ещё нескольких моих коллег.