Финансовый университет при Правительстве РФ и Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ при технологической поддержке Microsoft разработали умного робота для сбора урожая яблок. Ученым удалось добиться высокой точности распознавания и сбора плодов (97% и 90% соответственно). Эти показатели значительно выше, чем у западных аналогов (85% и 75% соответственно), при том что планируемая цена устройства в семь раз ниже. Использование робота позволит увеличить сбор урожая на 30%.
Научная группа департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета при Правительстве РФ и отдела интеллектуализации, автоматизации и роботизации сельскохозяйственного производства Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (ФНАЦ ВИМ) в технологическом партнерстве с Microsoft создали умного робота для сбора урожая яблок. Проект не имеет аналогов в России и за рубежом по точности и эффективности работы. Пилотные испытания разработки пройдут в крупнейших садоводческих предприятиях России уже весной 2021 года.
Нейросетевой алгоритм робота, разработкой которого занимались ученые Финансового университета, способен обнаруживать более 97% и собирать до 90% плодов, при этом доля «ложных срабатываний», когда система принимает за яблоко фоновый объект, составляет всего 3,5%. Эти показатели значительно лучше, чем у других роботов такого же назначения: известные прототипы обнаруживают в среднем 85% плодов, а собирают 75%. Для обучения нейросетей использовалось облако Microsoft Azure, что позволило значительно ускорить этот процесс, а также снизить стоимость разработки по сравнению с использованием локальных мощностей.
«Повышение качества обнаружения плодов стало возможно благодаря использованию прогрессивных алгоритмов искусственного интеллекта (AI), в частности, глубоких сверхточных нейронных сетей, которые сочетают в себе способности к распознаванию объектов по цвету, текстуре и форме», – подчеркнул Владимир Соловьев, руководитель департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета при Правительстве РФ.
«Садоводство – одна из наименее цифровизированных отраслей сельского хозяйства: сбор урожая большинства плодовых культур обычно производится вручную с привлечением сезонных рабочих, занятых тяжелым физическим трудом, при этом до 40% плодов остаются несобранными. Применение умного робота уже с первого года позволит на 30% увеличить доходы хозяйств за счет сокращения недобора урожая, а также решить проблему нехватки человеческих ресурсов,» – отметил Игорь Смирнов, заведующий отделом интеллектуализации, автоматизации и роботизации сельскохозяйственного производства ФНАЦ ВИМ.
Робот предназначен для работы в интенсивных садах с высотой крон 1,5 – 2 м. Он собирает плоды, начиная с верхнего яруса, при помощи манипуляторов, оснащенных захватами, созданными специалистами ФНАЦ ВИМ. Среднее время сбора одного плода составляет 10 секунд, за час он может собрать до 288 килограммов.
«Умный робот, созданный Финансовым университетом и Федеральным научным агроинженерным центром ВИМ, – это не только интереснейшая научная разработка, но и решение, которое обеспечит новые возможности и конкурентное преимущество садоводческим компаниям, сделав их более эффективными», — подчеркнула Елена Сливко-Кольчик, руководитель направления по работе с организациями образования и науки Microsoft в России.
Планируемая цена робота в среднем в семь раз ниже, чем у зарубежных аналогов, а окупаемость для европейских хозяйств составляет около года. Для российских садоводов будут действовать специальные ценовые предложения. Весной 2021 года пройдут пилотные испытания в крупнейших яблоневых садах России. Затем создатели планируют выводить робота на европейский рынок. В дальнейшем будут разработаны аналогичные алгоритмы для сбора урожая груш и томатов. Кроме того, рассматривается возможность использования устройства для мониторинга урожайности и распознавания основных болезней культур.
