Ни для кого не секрет, что сегодня не так много людей готовы посвящать свою жизнь работе в поле. Этот рутинный и подчас физически тяжелый труд практически не привлекает молодое поколение.
Между тем, кому-то надо кормить растущее население планеты. Учёные подсчитали, что в 1950-х годах с одного гектара земли фермеры собирали порядка 2500 килограммов пшеницы, сегодня это количество, благодаря развитию технологий, почти в три раза больше. Однако оно должно расти примерно на 3% ежегодно, чтобы покрыть потребности увеличивающегося человечества.
Сегодня крупные компании, выращивающие сельскохозяйственные культуры в больших объёмах, используют различную технику для облегчения труда рабочих и удешевления процесса выращивания растений и сбора плодов. Тем не менее по-прежнему большое количество необходимых работ может выполнить только квалифицированный агроном.
Чтобы автоматизировать процесс наблюдения за полями и избавить поля от сорняков, исследователи компании Deepfield Robotics создают сельскохозяйственного робота BoniRob. Название происходит от немецкого Bonitur, что означает бонитировка — анализ качеств сельскохозяйственных животных на предмет их ценности.
Высокотехнологичный аппарат, похожий на небольшой автомобиль на длинных ногах, умеет делать многое. В частности, он различает культурные растения и сорняки.
Сегодня большинство учёных могут позволить себе генетический анализ любого образца растения. Но это не избавляет их от необходимости ходить по полю и изучать тысячи растений: как они растут, какого цвета и формы их листья и плоды, не поражены ли они насекомыми или болезнями, достаточно ли в листьях хлорофилла (зелёного пигмента, окрашивающего растения). Также лишь человек может решить, нужно ли добавить или уменьшить полив, внести удобрения. Но робот BoniRob автоматизирует и ускоряет и этот анализ.
"Алгоритмы анализируют изображения, сделанные сканерами и камерами", — рассказывает профессор Амос Альберт (Amos Albert).
Уже сейчас машинное видение позволяет аппарату BoniRob распознавать растения по размеру и форме листьев, различать культуры и сорняки. Последние он впоследствии уничтожает, вдавливая их в почву при помощи стержня.
Несомненно, для выполнения такого рода задач робот-фермер должен быть крайне манёвренным и обладать хорошей системой навигации. Для этих целей он оснащён большими колёсами, которые могут разворачиваться на 360 градусов с шагом в один градус.
За позиционирование на поле отвечают GPS, визуальная система распознавания образов и лидары. Все вместе эти инструменты позволяют сельскохозяйственному роботу передвигаться с точностью до сантиметра.
Разработчики BoniRob надеются в будущем с его помощью уменьшить срок подготовки перспективных культур для рынка на 10 лет.
Есть у "автоматического фермера" и другие немаловажные преимущества. Так как он избавляет поля от сорняков механическим способом, а не химическими средствами, полученный урожай получается более полезным для человека. Кроме того, при использовании роботов-фермеров в почву нужно будет вносить значительно меньше гербицидов, чем сейчас.
Учёным также не придётся создавать новые химические вещества, которые убивают сторонние сорные растения (являющиеся, несмотря на свой вред для сельского хозяйства, частью биоразнообразия Земли). Корпорациям, использующим роботов-фермеров, не нужно будет вкладывать дополнительные средства в разработку новых гербицидов (ведь у сорняков не будет вырабатываться устойчивость к существующим препаратам как сегодня).
Менее актуальной также может стать проблема вымирания пчёл. Энтомологи уже неоднократно доказывали, что именно гербициды вызывают массовое исчезновение тысяч опылителей культур. Роботы-фермеры, таким образом, принесут дополнительную пользу сельскому хозяйству в целом.
Добавим, что сегодня в проект BoniRob вложено примерно €500 тысяч. Стоимость единичного роботизированного фермера сегодня, конечно же, крайне высока (у исследователей уже есть два прототипа), да и слишком сложна подобная машина для рядового пользователя. Однако массовое производство "бониробов" существенно снизит их цену, вполне возможно, что до стоимости среднего трактора. По крайней мере, именно к этому (массовому производству и удешевлению) в конце концов хотят прийти создатели "бонироба".
Сегодня компания Deepfield Robotics продолжает совершенствовать своё детище (рынок такого рода товаров пока ещё небольшой и незрелый). Разработчики также планируют создать к 2018 году несколько более простых аппаратов, "способности" которых будут подогнаны под специальные нужды тех или иных покупателей.
Сейчас проект финансируется из средств Министерства сельского хозяйства Германии (BMEL) и получает инвестиции от экспертов нового научно-исследовательского центра компании Bosch, открывшегося недавно в Реннингене, Германия. Кампус центра устроен таким образом, что BoniRob тестируется здесь же — на соседнем тестовом поле площадью в один гектар. (Как нам сообщил профессор Амос, вторая машина показывает себя в деле и отлаживается на поле потенциального покупателя.)
Центр в Реннингене по сути своей напомнил корреспонденту "Вести.Наука" Сколково. Создатели же позиционируют его как "свой собственный Стэнфорд". На открытии кампуса 14 октября 2015 года побывала канцлер Германии Ангела Меркель. Центр имеет свою собственную PhD-программу, которая позволяет одарённым студентам из разных стран внутри мультидисциплинарных команд вести разработки и получать финансирование на перспективные проекты.
Кроме сельского хозяйства здесь создаются технические инновации для автомобильной промышленности и различных потребительских товаров, в области создания MEMS-датчиков, новой востребованной сферы "Интернета вещей" (IoT) и интеллектуального анализа больших данных.
