В ТГУ создают первый агродрон для анализа полей и внесения удобрений

Учёные и студенты Томского государственного университета в рамках передовой инженерной школы «Агробиотек» (ПИШ) разрабатывают первый в мире беспилотник, способный в режиме реального времени сканировать почву полей и точечно вносить удобрения. Над техническим решением задачи работает междисциплинарная группа – почвоведы, метеорологи, радиофизики, айтишники и другие специалисты. Испытания агродрона для сельского хозяйства запланированы в полевом сезоне 2023.

– В такой области, как «умное» земледелие, беспилотники не просто применяются, они играют особую роль, – говорит один из основных участников проекта, доцент кафедры почвоведения и экологии почв Биологического института ТГУ Олег Мерзляков. – В первую очередь, они используются для определения агрохимических и агрофизических показателей почвы. Наряду с этим есть беспилотный транспорт, который можно использовать для дозированного (точечного) внесения удобрений и препаратов для борьбы с вредителями, но существующие беспилотники пока не способны решать эти задачи одномоментно.

Чаще всего сначала проводится аэрофотосъёмка поля, анализ снимков при участии специалиста, который определяет, куда, в каком количестве и какое удобрение нужно внести.

Сложность решения заключается в том, что для одновременного выполнения нескольких задач летательный аппарат должен обладать большой грузоподъёмностью. Ему предстоит нести на себе не только бортовой компьютер, выполняющий все расчёты в режиме реального времени, но и десятки килограммов жидких и сыпучих минеральных удобрений. Вместе с тем тяжёлый дрон должен обладать способностью работать в течение длительного времени, поскольку сельхозполя имеют большую площадь.

– Чтобы ускорить обработку аэрофотоснимков, будут применяться специальные алгоритмы – нейронные сети или искусственный интеллект, разработанные учёными факультета инновационных технологий, – поясняет руководитель проекта, декан факультета инновационных технологий ТГУ Станислав Шидловский. – Кроме того, в создании агродрона будут использованы наработки партнёров ПИШ ТГУ, предполагается задействовать ТНЦ СО РАН с их сенсорными сетями и СФНЦА, у которого накоплены очень большие исторические данные о почвах в разных регионах Сибири, растительности, внесении разных типов удобрений и их эффективности.

На беспилотнике будут установлены специальные камеры, снимающие в разных диапазонах: инфракрасном, УФ и других. Эти данные ученые БИ и ГГФ ТГУ используют для оценки индекса вегетации растений и оценки их состояния, что необходимо для дифференцированного внесения удобрений.

– ПИШ «Агробиотек» решает не только инженерные, но и образовательные задачи, поэтому в разработке агродрона будут задействованы студенты, – отмечает Станислав Шидловский. – В частности, активное участие будут принимать студенты магистерской программы «Компьютерная инженерия: ИИ и робототехника».

По словам учёных, тестирование многофункционального беспилотника для сельского хозяйства намечено на полевой сезон 2023 года. На первом этапе агродрон будет заниматься зондированием почвы, на втором исследователи опробуют его способности по точечному внесению удобрений.