-10 °С
Облачно
Все новости
Новости
17 Ноября 2020, 17:30

Система "умного земледелия"

От ученых университета имени академика С.П. Королёва

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва разработают систему «умного земледелия» на базе компактных беспилотных летательных аппаратов. Система будет включать в себя беспилотники, оснащенные сверхкомпактынм гиперспектрометром, и облачную платформу для сбора, хранения и обработки гиперспектральных изображений - так называемых «гиперкубов». Анализом изображений займется искусственный интеллект
Работы по проекту ведутся совместно с компанией «Байт-Самара» в рамках гранта Фонда содействия инновациям, сообщает официальный портал Самарского университета.
«Целью проекта является создание системы для использования в отечественном сельском хозяйстве. Разрабатывается компактный модульный бортовой гиперспектрометр, который будет устанавливаться на беспилотных летательных аппаратах для получения различной важной для сельхозпроизводителя информации - например, о наличии на поле зарослей сорных растений или участков посевов, поврежденных насекомыми-вредителями, - рассказал доцент кафедры суперкомпьютеров и общей информатики Самарского университета Павел Якимов. - Научная новизна разработки заключается в применении уникальных дифракционных оптических элементов, позволяющих значительно уменьшить и удешевить конструкцию гиперспектрометра. Микрорельеф таких элементов одновременно содержит структуры гармонической линзы и дифракционной решетки, что позволяет объединить в одном элементе функции построения изображения и разложения в спектр».
Проект ученых Самарского университета должен в разы удешевить стоимость гиперспектрометров, используемых для мониторинга в сельском хозяйстве. Из-за высокой стоимости подобной аппаратуры сейчас в мире существует очень мало публичных библиотек гиперспектральных данных. Появление доступных приборов позволит кратно увеличить массив общедоступных гиперкубов и сформировать массив данных, достаточный для того, чтобы научить нейросети качественному анализу и квалификации подобных изображений.
Хотя себестоимость самарского прибора при его массовом производстве пока что еще просчитывается, но уже предполагается, что он будет дешевле западных аналогов примерно в десятки раз.
«Одной из основных отличительных особенностей этого проекта является разработка облачной платформы по сбору, хранению и обработке гиперспектральных изображений. Для обработки будут использоваться алгоритмы искусственного интеллекта. Мы хотим сделать эту платформу доступной не только для пользователей нашей системы, но и для всех потенциально заинтересованных владельцев гиперспектрального оборудования, и надеемся, что ею будут пользоваться во всем мире», - сказал Якимов.
Бортовой гиперспектрометр планируется устанавливать на специально разработанный компанией «Байт-Самара» БПЛА «Жужа» - размеры этого беспилотника составляют около 30 см. Однако в перспективе прибор можно использовать и на других типах отечественных беспилотников, способных поднять груз более 300 граммов. Кроме самого гиперспектрометра, вес которого, по расчетам ученых, составит примерно 100 граммов, на борту беспилотника также установят камеру видимого диапазона и одноплатный мини-компьютер.
Летательный аппарат сможет работать на заданном маршруте либо под управлением с наземных станций, либо в автоматическом режиме с помощью машинного зрения. Пользователи системы будут оперативно получать данные о влажности почвы, уровне минеральных веществ, наличии сорняков и очагов распространения насекомых-вредителей и болезней растений, что позволит определять потенциал урожайности посевов и принимать соответствующие меры по исправлению ситуации согласно рекомендациям, предлагаемым искусственным интеллектом. В зависимости от скорости и высоты съемки один такой аппарат сможет отснять за сутки до 1,5 тысячи га.
Работы по проекту должны завершиться к июню 2021 года. В настоящее время изготовлены несколько экспериментальных образцов гиперспектрометра, специалисты университета оптимизируют конструкцию прибора и отрабатывают техпроцесс массового производства диффракционных оптических элементов. На весну следующего года намечены летные испытания с пробной обработкой данных гиперспектральной съемки.
(Источник и фото: ssau.ru/news).
Читайте нас в