Дроны, ИИ и роботы-сборщики: познакомьтесь с полностью автономной фермой | Уильям Бостон, WSJ Новые технологии прокладывают путь к фермам, которые могут работать самостоятельно, с минимальным человеческим вмешательством. На зелёных холмах региона Палус в штате Вашингтон трактор Эндрю Нельсона гудит среди пшеничных полей на его ферме площадью 7500 акров. В кабине он не держит в руках рулевое колесо — он на видеозвонке или проверяет сообщения. Инженер-программист и фермер пятого поколения, Нельсон, 41 год, находится на переднем крае трансформации, которая меняет способ, которым мы выращиваем и собираем нашу еду. Трактор не только управляет собой; его набор датчиков, камер и аналитического программного обеспечения также постоянно решает, где и когда распылять удобрения или уничтожать сорняки. Многие современные фермы уже используют тракторы с GPS-навигацией и цифровые технологии, такие как системы управления фермами. Теперь, благодаря достижениям в области искусственного интеллекта, следующий шаг — автономная ферма, требующая лишь минимального человеческого ухода — наконец-то становится реальностью. Представьте себе ферму, где флот автономных тракторов, дронов и комбайнов управляется ИИ, который корректирует операции каждую минуту на основе данных о почве и погоде. Датчики будут отслеживать здоровье растений на тысячах акров, инициируя точные распыления или орошение именно там, где это необходимо. Фермеры смогут заменить долгие часы в кабине на мониторинг панелей управления и принятие высокоуровневых решений. Каждое семя, капля воды и унция удобрений будут оптимизированы для увеличения урожайности и защиты земли — управляемые связанной системой, которая становится умнее с каждым сезоном. Большая часть технологий, необходимых для автономной революции в сельском хозяйстве, уже существует или почти готова к выходу на рынок. «Мы только начинаем подходить к поворотному моменту в коммерческой жизнеспособности многих из этих технологий», — говорит Дэвид Фиокко, старший партнер McKinsey & Co., который возглавляет исследования в области сельскохозяйственных инноваций. Опрос McKinsey в 2022 году показал, что около двух третей американских ферм используют цифровые системы для управления своими операциями, но только 15% крупных ферм и всего 4% мелких ферм уже значительно инвестировали в робототехнику или автоматизацию. Фиокко ожидает, что использование роботов резко возрастет в ближайшие годы. Несмотря на обещания цифровых инструментов и автономных машин, стоимость является большой преградой. Связь — еще одно препятствие. Роботы должны общаться друг с другом. Передача данных в облако требует широкополосного интернета, а с удаленного поля это, вероятно, должно быть беспроводным. Но беспроводной интернет и наземный широкополосный доступ не доступны повсюду в сельской Америке. В развивающихся странах цифровой разрыв еще шире. Некоторые фермеры экспериментируют с краевыми вычислениями, сетевой архитектурой, которая хранит данные ближе к месту их возникновения. Но эксперты говорят, что в конечном итоге фермы должны быть подключены к облачным системам. Вот некоторые из основных компонентов в видении автономной фермы. Автономные тракторы Тракторы, которые могут сеять, обрабатывать и собирать урожай с минимальным или только удаленным человеческим контролем, переходят от прототипа к практике. Традиционные производители и стартапы в области технологий делают большие ставки. Monarch Tractor, компания из Ливермора, штат Калифорния, выпустила полностью электрический трактор с опцией «без водителя», который сейчас работает на виноградниках. Модель MK-V может работать до 14 часов на одной зарядке и быть готовой к работе снова через шесть часов подключения к сети. Farmwise, еще одна компания из Калифорнии, разработала механический прополочник и культиватор с ИИ, который использует компьютерное зрение и робототехнику для идентификации и удаления сорняков, работая днем и ночью, что снижает потребность в гербицидах. В апреле гигант салатов Taylor Farms приобрел Farmwise, отметив обещание технологии сократить затраты на труд и поддержать более устойчивое сельское хозяйство. Deere & Co. применяет поэтапный подход, добавляя уровни автоматизации, чтобы помочь фермерам привыкнуть к технологии — и увидеть немедленные выгоды — прокладывая путь к полной автономии. Некоторые из крупных распылителей Deere используют технологию «See & Spray», которая включает компьютерное зрение и машинное обучение для нацеливания на сорняки в соевых, кукурузных и хлопковых культурах. Обученные на тысячах изображений для идентификации сорняков в реальном времени и управления отдельными форсунками, чтобы распылять только там, где это необходимо, она снижает использование гербицидов до двух третей, утверждает компания. Тридцать шесть камер, установленных на распыляющем буме, сканируют поля со скоростью 2100 квадратных футов в секунду — это гораздо больше, чем может увидеть человеческий глаз. Использование данных и ИИ для анализа отдельных растений может в конечном итоге стать обычной практикой в сельском хозяйстве. Ферма площадью 5000 акров может содержать около 750 миллионов растений, и задача состоит в том, чтобы дать каждому из них свою долю заботы. «Технология сенсоров в сочетании с моделями, в сочетании с автоматизацией и в конечном итоге автономией, где это имеет смысл — здесь много возможностей», — говорит Сара Шинкель, директор по новым технологиям в компании из Молины, штат Иллинойс. Роботы для сбора фруктов и дронов Автоматизация, сейчас чаще всего используемая на крупных фермах с пшеницей или кукурузой, уложенной в аккуратные ряды, представляет собой большую проблему для таких культур, как фрукты и ягоды, которые созревают в разное время и растут на деревьях или кустах. Уход за этими так называемыми специальными культурами и их сбор требует много труда. «В специальном сельском хозяйстве небольшая армия прополочников и сборщиков может вскоре быть заменена всего одним или двумя людьми, контролирующими технологию. Это может занять десятилетие, но именно туда мы движемся», — говорит Фиокко из McKinsey. Хрупкие фрукты, такие как клубника и виноград, представляют собой огромную проблему. Tortuga, стартап в области агрономических технологий в Денвере, разработал робота для выполнения этой работы. Tortuga была приобретена в марте компанией Oishii, занимающейся вертикальным сельским хозяйством. Робот напоминает марсоход NASA с толстыми шинами и удлиненными руками. Он катится по грядке с клубникой или виноградом и использует длинную захватную руку, чтобы дотянуться до лозы и срезать одну ягоду или гроздь винограда, осторожно помещая их в корзину. «Роботизированный сбор может предложить большую согласованность и эффективность по сравнению с ручным трудом, одновременно снижая расходы и решая проблемы нехватки рабочей силы, затрагивающие всю отрасль», — сказал Брендан Сомервилл, главный операционный директор и соучредитель Oishii в электронном письме, добавив, что долгосрочное видение компании заключается в полной автоматизации своих операций по сбору урожая. Израильская компания Tevel Aerobotics Technologies стремится помочь производителям фруктов сократить потребность в рабочей силе с помощью своих «Летающих автономных роботов», которые могут обрезать, прореживать и собирать урожай. Используя ИИ и машинное зрение, роботы находят фрукты, определяют, созрели ли они, и затем срывают их с дерева. «Производители, которые не примут робототехнику, не выживут — у них просто нет выбора», — говорит генеральный директор и основатель Tevel Янив Маор. Однако масштабирование остается проблемой с точки зрения затрат для компании. Удаленное зондирование, аналитика изображений Дроны и спутники, управляемые искусственным интеллектом, превращают фермы в операции, основанные на данных. Захватывая детализированные изображения и показания датчиков, они создают «цифровые двойники» — виртуальные реплики полей, которые показывают, где культуры слишком сухие, слишком влажные или подвержены атакам болезней или вредителей. Эта технология позволяет фермерам рано выявлять проблемы и более точно нацеливать вмешательства, сокращая потери и увеличивая урожайность. Хотя некоторые элементы этой системы уже существуют, следующий шаг — это полностью подключенная сеть машин, которые не только обнаруживают проблемы, но и учатся на них. Ранвир Чандра, старший исполнительный директор Microsoft, который возглавил приложения технологий в сельском хозяйстве, видит будущее, где тракторы и дроны работают в тандеме, выполняя такие задачи, как посадка или распыление, одновременно постоянно передавая новые данные в модели ИИ, адаптированные к условиям каждой фермы. «Будет больше автоматизации, больше использования дронов, больше робототехники — это не будут фермы без фермеров, но ИИ значительно увеличит производительность каждого производителя», — говорит Чандра. «Каждый раз, когда дрон летит или трактор сеет, он собирает данные, которые обновляют уникальную модель ИИ фермы.»