Нейросеть Midjourney показала, как изменится сельское хозяйство в будущем. На впечатляющих артах в полях работают беспилотные агророботы: они подготавливают почву, сеют семена, орошают посевы и собирают урожай. Всё это напоминает картины из научно-фантастических футуристических фильмов. Но так ли далеко это будущее от нас?
Изображение: Midjourney
На самом деле частичная, а в перспективе и полная автоматизация сельскохозяйственной техники — настоящий тренд современного агробизнеса. Исследовательская компания Fact.MR в ходе анализа динамики внедрения беспилотных технологий в агропромышленный комплекс пришла к выводу, что к 2031 году объём рынка автономной сельхозтехники превысит $150 млрд. Ожидается, что глобальный рынок решений будет расти ежегодно более чем на 10% на протяжении всего прогнозируемого периода.
Уже сегодня крупные производители сельскохозяйственной техники постоянно внедряют инновационные решения в производство, большинство из них имеют собственные беспилотные модели и прототипы автономных тракторов для выполнения широкого спектра работ. Имеются отечественные беспилотники и в Беларуси.
Первый беспилотный трактор Минский тракторный завод презентовал три года назад — аккурат к 75-летию со дня образования предприятия. Прототип новой автономной техники BELARUS 3523i был разработан в сотрудничестве управления конструкторско-экспериментальных работ № 1 МТЗ и Объединённого института машиностроения Национальной академии наук Беларуси.
Трактор уже проходил тестовые испытания в условиях реальной полевой эксплуатации, однако в серийное производство он до сих пор не вышел. На то имеются свои причины. Есть ещё множество задач, которые предстоит решить разработчикам, прежде чем беспилотники МТЗ отправятся на помощь аграриям страны. Решением этих вопросов в ближайшее время займутся представители Брестского государственного технического университета, куда в начале месяца МТЗ передал свой первый беспилотный трактор.
Подробнее о том, как и для чего BELARUS 3523i временно прописался в брестском университете, рассказал заведующий лабораторией промышленной робототехники вуза Валерий Касьяник:
— Основной целью нашей лаборатории является подготовка квалифицированных кадров, а один из наиболее действенных методов в её достижении — работа над насущными запросами реальных предприятий. Мы активно выстраиваем отношения с различными организациями, для того чтобы студенты могли на практике решать их задачи, приобретать соответствующие компетенции и становиться актуальными специалистами для экономики страны.
— Примерно так вышло и с этим проектом. Мы начали работать с компанией «Технологии земледелия», занимающейся разработкой цифровых систем для сельского хозяйства. Они предложили нам посотрудничать в разработке системы управления и программного обеспечения для белорусских сеялок и других сельскохозяйственных агрегатов. Нашлась студенческая команда, которая заинтересовалась этим запросом, создала и протестировала несколько прототипов программного обеспечения, сегодня успешно применяемого на практике.
— Данный кейс был презентован МТЗ. Увидев и оценив практические результаты труда наших студентов, завод решил привлечь молодые умы к работе над беспилотным трактором. Мы провели несколько встреч с представителями компании, обсудили требования, сформулировали задачи и разработали технический план. В ходе переговоров пришли к заключению, что студентам было бы интересно напрямую повзаимодействовать с реальным образцом трактора. Так он и появился в университете.
Предварительно были оговорены условия хранения беспилотника и проведения испытаний. Находится он в ангаре, а испытывать его будут на закрытой площадке на территории университета. Кстати, судя по маркировке «06.03.21» на шасси, это и есть тот самый образец, выпущенный к юбилею МТЗ.
Вес энергонасыщенного богатыря составляет 13 тонн, его сердце — двигатель мощностью 350 лошадиных сил. Максимальная скорость движения трактора — 38 км/ч, прикрепить различное навесное оборудование на него можно как спереди, так и сзади. Слева расположен внушительных размеров топливный бак на 500 литров, а за щитком с другой стороны кроется электронный мозг беспилотника. Помимо этого, трактор оснащён стереокамерами, поддерживает систему GPS-навигации и сеть 5G.
— Задача управления беспилотником в каком-то смысле решена, — говорит Валерий Викторович, — но есть ещё много сопутствующих вопросов, над которыми нам предстоит работать. Это и обеспечение безопасности при работе в поле, и разработка системы коммуникации, то есть передачи данных между трактором и пунктом управления.
По ходу исследования встают в том числе косвенные вопросы. Например, как разрабатывать и тестировать систему управления трактором, если возможности ездить на нём каждый день нет (это опасно и довольно затратно). В связи с этим сегодня возникла необходимость создания виртуального полигона для отработки технических решений. Студенты уже занимаются этим.
Имеются и утилитарные задачи. В своё время на трактор было установлено некоторое оборудование европейских производителей. С тех пор ситуация в мире изменилась, в силу ограничений и необходимости импортозамещения это оборудование вряд ли будет использоваться на белорусском тракторе, его нужно заменять.
— Наша конечная цель — белорусский беспилотный трактор, работающий в поле в автономном режиме. А давайте попробуем на нём реально что-то делать! Мы стремимся создать в стране компетенции по развитию этого направления, а они не появятся до тех пор, пока не начнут решаться практические задачи, — уверяет собеседник.
Трактор умеет ездить сам и имеет часть режимов, нужных для работы. Этого вполне достаточно для демонстрации его технологических возможностей, но не хватает для реальной практической эксплуатации. Что, если вдруг на его пути окажется большой камень? А если к нему начнёт приближаться человек или животное?
— Работа в поле подразумевает миллион различных ситуаций, — объясняет Валерий Касьяник. — Даже если нам удастся смоделировать хотя бы какую-то часть из них и разработать под них конкретное поведение трактора — это уже будет большим успехом. Предыдущие его версии не решали эти вопросы, а мы попробуем с ними разобраться! Подразумевается разработка недостающих модулей программного обеспечения, которые по тем или иным причинам не были созданы ранее. Трактор, едущий без участия человека, — это ещё не беспилотник. Таковым он становится лишь тогда, когда может правильно реагировать на все внештатные ситуации, которые могут произойти в ходе его работы.
— Но ведь все сценарии невозможно предусмотреть!
— Совершенно верно. Поэтому алгоритмы должны быть созданы таким образом, чтобы они неким общим универсальным способом реагировали на внештатные ситуации. Приведу простой бытовой пример. У многих дома сейчас есть робот-пылесос, это ведь тот же беспилотник, самостоятельно путешествующий по квартире. Все сценарии, которые могут произойти в доме, тоже предусмотреть нельзя, но при возникновении внештатных ситуаций робот должен вести себя определённым образом, например остановиться и подать сигнал человеку. Такого рода универсальная реакция необходима и беспилотному трактору.
К проекту привлекаются студенты разных факультетов технического университета, на сегодня в команде уже более тридцати энтузиастов. Формируются студенческие группы, между которыми распределяются задачи. Работа только начинается. Сейчас проходит её подготовительный этап: ребята изучают документацию и программное обеспечение трактора, а также зарубежный опыт использования беспилотников в сельском хозяйстве, проходят технику безопасности и учатся управлять «чудом науки».
В планах на лето — концептуальный уровень проектирования отдельных подсистем трактора, формирование чётких идей того, как решать конкретные задачи. Смогут ли брестские студенты приблизить первый белорусский беспилотный трактор к серийному производству? Узнаем к концу года.
