Размер шрифта

A
A

Межстрочный интервал

A
A

Цвет

A
A
вчера

Не лошадь и не мотыга: в ЮФУ студентам-айтишникам показали, как AI и big data меняют агросектор

вчера

15 апреля в Институте математики, механики и компьютерных наук (ИММиКН) ЮФУ прошла отраслевая встреча «Агротех и AI в сельском хозяйстве». Мероприятие собрало полную аудиторию — в основном студентов IT-направлений, которые пришли послушать, как нейросети и большие данные применяются в сельском хозяйстве России.

Встречу открыл проректор ЮФУ по стратегическому развитию и исследовательской деятельности Евгений Муханов, задав неформальный тон беседе и призвав студентов формулировать вопросы прямо по ходу выступлений. Главной задачей было выстроить прямой диалог между будущими выпускниками-программистами и реальным сектором экономики.

 

Директор Центра исследований и разработок агрохолдинга «СТЕПЬ» Вероника Лукинова сразу развеяла стереотипы о консервативности отрасли. По ее словам, у многих сельское хозяйство до сих пор ассоциируется исключительно с лошадью и мотыгой, однако современная реальность совершенно иная. Она выразила уверенность, что у студентов-айтишников большое будущее в агросекторе, и пригласила их на стажировки.

 

Первым спикером научной части стал ведущий научный сотрудник Центра биоинженерии ЮФУ Денис Кривогуз.

Денис Олегович подробно остановился на создании цифрового двойника почв — уникальной разработки, которой в мире параллельно с ЮФУ занимаются лишь несколько команд в Италии и Великобритании. Главная техническая сложность, по его словам, — интеграция данных с разной временной дискретностью: от ежеминутных показаний сенсоров до полевых проб, отбираемых раз в пять лет.

 

В ходе обсуждения студенты интересовались архитектурой моделей и вычислительными мощностями. Учёный привел показательный пример: при прогнозировании содержания гумуса классическое машинное обучение (AdaBoost) обучилось за 3,5 секунды, в то время как сложная архитектура с механизмом внимания потребовала 1803 секунды на тот же объем данных по одному району. Спикер пояснил, что в масштабах всей Ростовской области с разрешением 10 метров на пиксель разница во времени вычислений становится критичной, поэтому команда ищет баланс между точностью и ресурсоемкостью.

Инженерную эстафету подхватил техник-проектировщик научно-технологической лабораторим «Групповые технологии применения БпЛА сельскохозяйственного назначения» Олег Ящишин, представивший разработку системы автономной обработки поля группой беспилотников. Основной вызов, который решает команда, — уйти от схемы «один оператор — один дрон». Как объяснил спикер, сегодня за пультом каждого БПЛА сидит человек, тогда как идея проекта заключается в том, чтобы оператор лишь контролировал автономную работу группы из трех-пяти дронов и вмешивался только в критических ситуациях.

 

Для этого на китайские платформы устанавливаются полетные контроллеры с открытым исходным кодом и вычислители (Jetson, Rockchip), на которых под управлением ROS крутятся алгоритмы на Python и C++. Среди ключевых математических задач — автоматическое деление поля на подзоны с помощью диаграммы Вороного и предотвращение столкновений в воздухе на основе потенциальных полей.

Студенты живо включились в обсуждение технической части. Один из вопросов касался использования более дешевых контроллеров вроде ESP32 для снижения стоимости системы. Олег признал, что пока задача удешевления любой ценой не ставилась, поскольку некоторые алгоритмы достаточно вычислительно тяжелые и контроллер за 100 рублей с ними не справится, но на перспективу команда смотрит в эту сторону. Обсудили и ограничения: дроны не летают в сильный мороз, дождь и при экстремальной жаре выше +45°C, но, как заметил модератор, сельхозработы в таких условиях и не требуются.

 

Заведующий исследовательской лаборатории спектрального фенотипирования сельскохозяйственных растений, созданной в ЮФУ в июле 2025 года, Павел Дмитриев рассказал, что учёные Южного федерального университета разработали способ дистанционного определения влажности семян подсолнечника по спектральным характеристикам нижней стороны корзинки.
Если убрать подсолнечник слишком рано — велики потери при обмолоте и расходы на досушку. Опоздать — осыплются семена, налетят птицы, разовьются грибки. Золотой серединой считается влажность 25–30% для обработки десикантами и 10–12% — для прямого комбайнирования. Но как узнать этот момент, если на кону тысячи гектаров?

Технология, на которую уже получен патент, позволяет с точностью до 98% определить, когда поле готово к десикации (обработка посевов специальными препаратами (десикантами), ускоряющими подсушивание и созревание растений) и уборке, просто просканировав посевы с беспилотника.

Выступление представителей Агрохолдинга «СТЕПЬ» стало мостом между научными разработками и реальным производством. Вероника Лукинова рассказала, что технологии, которые на дорогах еще считаются футуристикой, в полях холдинга — уже рутина. По ее словам, автопилоты на тракторах применяются с 2020 года, и в полевых условиях, где нет светофоров и инспекторов, главная задача — обеспечить сантиметровую точность обработки без огрехов.

 

Среди ярких кейсов, вызвавших оживление в зале, были борьба с грызунами, дифференцированное внесение химии и прогнозирование урожая яблок. 

Осмотр полей с дрона выявил «леопардовое поле», изрытое норами. Раньше раскладку отравленной приманки проводили вручную — люди с ведром и ложкой обходили гектары в резиновых сапогах. Сейчас в пилотном режиме тестируется роботизированная платформа, которая по карте, построенной дроном, точечно вносит препарат.

В садах холдинга внедрена система компьютерного зрения, которая распознает пустые места в рядах и отключает форсунки опрыскивателя. Вероника Лукинова отметила, что это дает прямую экономию средств защиты растений, а прототип был собран энтузиастами всего за три месяца.

Чтобы не считать одни и те же плоды с двух сторон ряда, команда строила объемные модели деревьев, добиваясь точного прогноза калибра и загрузки хранилищ.

Агрохолдинг «СТЕПЬ» – одна из крупнейших аграрных компаний Юга России. Общая площадь земельного банка компании составляет 578 тыс. га. Основная производственная культура – пшеница.

Присутствовавшая на встрече Татьяна Минкина, руководитель стратегического технологического проекта «Биоинженерия почв» в ЮФУ, призвала студентов не стесняться и включаться в университетские проекты уже сейчас. Она напомнила, что идет конкурс на отбор лабораторий, и у желающих есть реальный шанс войти в проект на стадии активной разработки. В проекте «Биоинженерия почв» уже работает 24 математика, но для масштабирования проекта цифровых двойников почв на всю Ростовскую область нужны новые разработчики.

Агрохолдинг «Степь» также готов брать студентов с любым уровнем подготовки — от тех, кто будет готовить данные, до разработчиков собственных моделей. Вероника Лукинова подчеркнула, что компания обучает всех, коллектив формируется новый, а задач и данных очень много, поэтому особенно востребованы свежие, незашоренные умы. Сама она выпускница двух институтов ЮФУ, прошедшая путь от аналитика до руководителя инновационных проектов холдинга.

 

Мероприятие завершилось рефлексией и кулуарным общением. Участники встречи разошлись с четким пониманием: современное сельское хозяйство — это высокотехнологичная среда, где нужны не просто программисты, а специалисты, способные обучать физико-информированные нейросети, проектировать роевые алгоритмы для дронов и автоматизировать процессы.

Автор текста: Алексей Романенко, ред. Ольга Молоткова

Краткая ссылка на новость sfedu.ru/news/80162

Дополнительные материалы по теме