ИИ наступает: что ждет российский агротех

Только за I квартал 2024 года продажи ИИ-автопилотов в нашей стране на 30% превысили показатели всего прошлого года. Умные тракторы и комбайны работают более чем в 30 регионах, от Псковской области до бухты Провидения. Чтобы выяснить, зачем фермерам искусственный интеллект и беспилотники, а также какие перспективы ожидают наши агрохозяйства в этой области уже в самое ближайшее время, Inc. поговорил с директором ведущей отраслевой ассоциации «ИнтерАгроТех» Натальей Филипповой.

По оценке аналитического агентства Maximize Market Research, мировой рынок автопилотируемой сельхозтехники в 2023 году составил более $2.7 млрд и к 2027 году достигнет $11,9 млрд при высокой динамике — 19,3%. В России наблюдается похожий рост. Основные драйверы этого процесса — показатели эффективности, которые дает использование роботизированной техники.

Скорость и эффективность

На примере промышленных внедрений системы автопилотирования Cognitive Agro Pilot, созданной дочерним предприятием «Сбера» — разработчиком ИИ Cognitive Pilot, удалось подсчитать, что выгода от применения автопилота в умных тракторах составляет в среднем 2,6 млн. руб. в год для малых (до 1 тыс. га), десятки млн руб. для средних (до 10 тыс. га) и достигает миллиардов для крупных хозяйств. Такой прирост возможен за счет экономии материальных ресурсов: топлива, семян, химикатов, удобрений, и т. д., а также времени (умная техника позволяет выполнять работы в срок, снижая погодные риски). Влияют и другие факторы, которые напрямую не считаются в рублях, например утомляемость механизатора. По данным аналитиков «ИнтерАгроТех», общая эффективность от использования ИИ-автопилотов составляет 30–35%.

Другой причиной высокой динамики внедрения систем автопилотирования сельхозтехники является огромный кадровый дефицит опытных механизаторов. Не секрет, что быть водителем трактора или комбайна очень тяжело: работникам этих профессий приходится вести машину вдоль линии обочины с сантиметровой точностью в течение всей смены. Помимо управления тяжелой техникой, механизатор должен управлять еще множеством других процедур, связанных со своей основной работой — уборкой урожая, севом, боронованием или культивацией и т. п. Кроме того, такой труд считается непрестижным, молодежь в профессию не идет.

Вообще сельское хозяйство сегодня требует значительного роста эффективности, поскольку цены на урожай, по подсчетам «ИнтерАгроТех», в последние несколько лет снизились на 20%, а затраты аграриев возросли до 40%. Поэтому единственным выходом, который видят эксперты и профессионалы отрасли, является роботизация.

Роль государства

Еще одной причиной высокого роста сектора агротехнологий является активная роль государства. За счет господдержки темпы внедрения отечественных ИИ- и беспилотных технологий в постпандемийный период в агро-отрасль, по оценкам «ИнтерАгроТех», увеличились на 8–10%. Затем, с наступлением санкций, в 2022 году Минпромторг реализовал целый ряд инициатив по внедрению отечественных инноваций,  импортозамещению и поиску альтернатив ушедшим с рынка решениям. Появились рыночные структуры, призванные ускорить этот процесс. Согласно данным ассоциации, интерес агрохозяйств к внедрению новых отечественных технологий за этот период вырос на 10–12% и более.

Стоит отметить, что господдержка внедрения ИИ в агропромышленный комплекс (АПК) является ключевым фактором и во всем мире. Например, в Евросоюзе разработана целая стратегия по борьбе с нехваткой квалифицированных работников (для этого даже создали специальную комиссию), а также проводятся образовательные мероприятия, позволяющие донести до аграриев преимущества современных цифровых технологий. В России же в конце июля стартовала продвинутая программа цифрового развития и образования «Умный хлеб». Она призвана активно содействовать достижению технологического лидерства страны в агропромышленном комплексе, а также повышению уровня цифровизации в этой области.

Одна из важных составляющих программы — серия образовательных семинаров для фермеров, специалистов в области цифрового развития агрохолдингов, инженеров, руководителей хозяйств и др. на базе региональных минсельхозов. В числе первых площадок для этих мероприятий — 12 аграрных регионов страны: Ростовская, Ставропольская, Липецкая, Воронежская, Самарская, Волгоградская, Саратовская, Оренбургская и Белгородская область, а также Краснодарский, Ставропольский и Алтайский край. Конечная цель программы — охватить к 2026 году 62 субъекта РФ.

По итогам всех мероприятий будет сформирован информационный интернет-ресурс с накопленной базой знаний по данной темам современных технологий точного земледелия, цифровых решений, технологий ИИ, роботизации в АПК для представителей аграрной отрасли, а также студентов вузов. Его создание планируется завершить к январю 2025 года.

Слабости спутников

На рынке представлены два основных класса агро-автопилотов: системы на основе навигации по сигналу GPS и механизмы управления на основе ИИ. Доля первых в мире на 2023 год превышала 85%. Однако нужно понимать, что это технологии прежнего поколения, им уже более двух десятков лет. Их основная проблема — «слепота», поэтому риски аварий и инцидентов у таких устройств достаточно велики.

Аграрии приводят целый ряд примеров, когда такая техника налетала на опоры линий электропередач и выскакивала за пределы поля. Кроме того, на уровень спутникового сигнала влияют вспышки на Солнце. К примеру, в мае этого года во время повышенной солнечной активности в течение нескольких дней проблемы с навигацией имели аграрии в США, Канаде, странах Евросоюза, Латинской Америке, Азии и даже Австралии. По подсчетам «ИнтерАгроТех», в мире их потери из-за остановки работ в этот период превысили $150 млн. А в прошлом году аналогичный сбой произошел в работе спутников Inmarsat, что привело к остановке тракторов на территории Австралии и Новой Зеландии.

Для России зависимость работы сельхозтехники от GPS-сигнала в полной мере проявляется в регионах, близких к зоне «спецоперации», из-за средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ). Также вероятны удаленное блокирование подключенных тракторов и кибератаки на сельхозтехнику, что представляет серьезную угрозу продовольственной безопасности.

Все эти проблемы отсутствуют у ИИ-автопилотов: это технологии нового поколения. Система, как человек, видит поле, понимает ситуацию, прогнозирует ее развитие и управляет машиной на основе этой информации. Более того, специалисты Cognitive Pilot недавно разработали технологии, с промышленной точностью распознающие границы обработанных и необработанных техникой областей, которые во многих случаях неотличимы человеком, и с помощью компьютерного зрения осуществлять по ним навигацию с сантиметровой точностью. Это существенно расширило области применения систем автопилотирования.

Тем не менее пока нельзя сказать, что спутниковые системы уходят в прошлое. Cognitive Agro Pilot владеет сразу двумя возможностями навигации. Помимо компьютерного зрения, в систему интегрирована и GPS, которая может пригодиться в зонах, где нет визуальных ориентиров, например, где граница двух хозяйств проходит по карте.

Всеобщая автоматизация

Практически сразу после ухода в 2022 году с рынка ряда западных производителей систем автопилотирования в Россию хлынул целый ряд дешевых китайских GPS-решений. По информации от аграриев, которую получил «ИнтерАгроТех»,  тенденция, скорее, тревожная. Это дешевая продукция со сроком годности до одного года. На рынке появилась информация об известных с 1990-х годов приемах (их в то время активно использовали зарубежные производители высоких технологий для более агрессивного проникновения на российский рынок) «стимулирования» дилеров производителями из Поднебесной, от которых им было трудно отказаться.

Производители обеспокоены такой ситуацией. Спустить ее на тормозах означает повторить печальную историю ИТ-рынка, который в конце перестройки фактически был монополизирован западными производителями, которые до недавнего времени ставили стратегические предприятия в информационную зависимость. Для победы над ней в последние годы пришлось приложить колоссальные усилия.

Производители (как отечественные, так и зарубежные) тем временем активно движутся к полной автономности техники — это всеобщий тренд. Стоит сказать, что Россия сегодня опережает своих конкурентов. Ведущие западные компании только к 2026 году декларировали промышленный выпуск беспилотных систем, основанных на ИИ, а на российских полях они уже массово работают. В течение ближайшего года в нашей стране ожидается появление звеньев беспилотных тракторов, в которых оператор будет пилотировать только головную машину.

А весной этого года Cognitive Pilot фактически предложила новый подход в беспилотной технике: полностью беспилотный трактор без кабины производства томской фабрики сибирского подразделения компании. Это последовательный гибрид. Мини-трактора при небольшой массе и мощности, величине крутящего момента и тягового усилия электродвигателей близки к показателям многих полноразмерных машин.

Конструкция робота значительно упрощена — у него нет поворотных узлов, коробки передач, оптимизирована подвеска. То есть максимально исключены сложные детали, которые чаще всего выходят из строя и требуют ремонта. Мини-машина решает многие традиционные проблемы аграриев, связанные с логистикой. Доставить ее на поле можно с помощью обычного автоприцепа.

Мал, но удал

Отличительной чертой мини-трактора Cognitive Pilot является система контроля качества выполняемых работ. Как у станка с ЧПУ, оно не зависит от человеческого фактора и может контролироваться самой техникой на каждом квадратном метре поля. Для этого на плугах, боронах и другом оборудовании установлен набор датчиков.

Мини-трактор может быть оснащен установкой, измеряющей физико-химические параметры почвы для последующего зонального внесения удобрений, что позволит строить карты полей с оптимальным распределением химических элементов, кислотности, плотности и иных измеряемых параметров.

Система также передает владельцам агрохозяйств необходимую информацию о состоянии техники и ходе выполнения работ. Все это — новый уровень эффективности в сельскохозяйственной индустрии. Но главное — машине не нужен механизатор, а значит, решается кадровая проблема, которая есть, вероятно, в 100% хозяйств. Мини-трактор может применяться в звеньевой работе в режиме 24/7.

Если еще несколько десятилетий назад в условиях непрерывно сокращающейся численности сельского населения был обозначен тренд на увеличение мощности и массы отдельно взятого трактора, что позволяло обрабатывать те же площади при меньшем количестве механизаторов, то использование полностью беспилотных машин позволит одному оператору сопровождать пять-семь мини-роботов. Кроме того, при использовании звена мини-машин поломка одной из них лишь незначительно снижает общую производительность. Полевые работы могут гибко масштабироваться.

По оценкам «ИнтерАгроТех», если сложить все плюсы мини-техники, ее итоговая эффективность может превышать показатели классических сельхозмашин в 10 раз.