Робот-агроном: как машинное зрение помогает растениям давать супер-урожай

Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали инновационную роботизированную систему, способную перевернуть представления о сельском хозяйстве. Новый комплекс выращивает растения практически без участия человека, а главное — умеет самостоятельно извлекать удобрения из агропромышленных отходов и точно распределять их под нужные культуры. Эта система может работать не только в условиях рискованного земледелия, но и — в перспективе — на других планетах.

Вторую жизнь — агростокам

Сегодня значительная часть отходов агропромышленного комплекса — это неиспользованный ресурс, который просто утилизируют. Учёные ПНИПУ предложили экологичное и выгодное решение: перерабатывать эти стоки в ценное удобрение — струвит. Струвит относится к удобрениям пролонгированного действия: он медленно растворяется, подкармливая растение не один раз, а постепенно, по мере необходимости.

Новая роботизированная система сама производит струвит из агростоков и определяет, когда, куда и сколько его нужно вносить. Это минимизирует затраты на химикаты, а заодно избавляет хозяйства от проблемы утилизации отходов.

Машинное зрение вместо календаря

Обычно в современных автоматических теплицах внесение питательных растворов осуществляется по таймеру: например, раз в 4 или 6 часов. Но такое расписание не учитывает реальное состояние растений. В результате удобрения могут использоваться нерационально: одни растения уже получили всё необходимое, а другие остаются без поддержки.

Система, разработанная в ПНИПУ, оснащена видеокамерой и блоком машинного зрения, который отслеживает цвет, форму и состояние листьев. На основе этих параметров искусственный интеллект определяет, нужно ли растению подкормка, а если да — сколько и куда её направить. Это позволяет не только экономить удобрения, но и улучшать здоровье растений, поддерживая их индивидуальные потребности.

Теплица как робот, а не как помещение

По сути, это уже не просто теплица, а полноценный автономный организм: он перерабатывает отходы, производит полезные вещества, наблюдает за "здоровьем" своих обитателей и применяет нужные меры в нужное время. Всё это — с минимальным участием человека. Такая система может быть незаменима в зонах рискованного земледелия, где важна каждая капля воды и удобрения, и в экстремальных климатах — в том числе и в будущем, при колонизации других планет.

Разработчики отмечают, что автоматизация по потребности, а не по расписанию, — это ключ к рациональному земледелию и значительному снижению себестоимости продукции.

Что дальше?

Внедрение такой технологии в массовое сельское хозяйство потребует усилий и инвестиций, но её потенциал трудно переоценить. Это решение сразу в трёх направлениях: экологическое (переработка отходов), экономическое (снижение затрат на удобрения) и агрономическое (улучшение условий выращивания).

Если говорить просто, перед нами — прототип теплицы будущего, которая сама кормит, ухаживает, анализирует и корректирует условия, а человек — лишь наблюдает за результатами.