Консалтинговая группа "Текарт" - центр компетенции "Робототехника".

Подробнее...
Основное меню
Категории новостей
Логотип

Самарские ученые "приземлят" космические технологии

В Самарском университете сформирован научно-исследовательский центр по разработке технологий “умного” сельского хозяйства. Совместно с коллегами из научных учреждений Москвы и Новочеркасска самарские ученые намерены предложить отечественному сельхозпроизводителю системы цифрового “зрения” для сельскохозяйственной техники, основанные на технологиях, которые первоначально были разработаны для использования в космосе.

"Приземление" космических технологий на почву отечественного агропрома должно увеличить эффективность возделывания сельскохозяйственных культур, уменьшить расход минеральных удобрений и примерно на четверть увеличить урожайность посевов. Анализом изображений, получаемых с систем "зрения" сельхозтехники, займутся в автоматическом режиме нейронные сети. Проект предполагает массовое применение данных систем на самых различных видах сельхозтехники.

Изначально технологии, предлагаемые ныне к использованию в сельском хозяйстве, отрабатывались самарскими учеными в ходе работ по созданию образцов гиперспектральной аппаратуры для малых космических аппаратов. Специалисты кафедры технической кибернетики Самарского университета создали для перспективных отечественных спутников компактный космический гиперспектрометр и совместно с учеными кафедры суперкомпьютеров и общей информатики разработали методы обработки и классификации гиперспектральных изображений земной поверхности, получаемых с орбиты.

Эти разработки, решающие различные задачи дистанционного зондирования Земли, было предложено также использовать в интересах сельского хозяйства, поскольку гиперспектральные изображения позволяют получать множество важной для аграриев информации: например, дистанционно определять влажность почвы и содержание минеральных веществ, выявлять наличие у растений болезней и даже очаги распространения насекомых-вредителей.

“Но мы столкнулись с тем, что получение гиперспектральной информации с космических аппаратов не может оперативно обеспечить потребностей "точного" сельского хозяйства, поскольку это занимает определенное время. Поэтому возникла необходимость в разработке гиперспектральных сенсоров уже “наземного базирования”. Причем набор требований к ним существенно отличается от требований к гиперспектральной аппаратуре для космических аппаратов, - пояснил профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Николай Казанский. - В космических гиперспектрометрах главное - получить максимально возможные оптические характеристики, а для наземных датчиков это далеко не первоочередная задача”.

Для получения информации о состоянии почвы и растений ученые предлагают использовать сенсоры, сочетающие в себе элементы плоской оптики с высоким микрорельефом, которые могут выполнять несколько разных задач. «Например, сочетание фазовых функций гармонической линзы и фазовой функции дифракционной решетки дают возможность одним элементом формировать изображение и раскладывать его в спектр, - пояснил Николай Казанский. - Таким образом гиперспектральная камера превращается в предельно простое устройство, по сложности конструкции сопоставимое с обычной видеокамерой, в которой вместо объектива стоит наша оптика, одновременно «раскладывающая» информацию в спектр и формирующая изображение».

«Мы можем оснастить гиперспектральным оборудованием машину, которая, например, занимается поливом. Ведь гиперспектральное изображение позволяет увидеть множество вещей, которые на обычном черно-белом или цветном изображении человеческим зрением не увидеть. А сенсор мгновенно определит - нужно поливать поле или нет. Мы планируем использовать для этого менее 50 спектральных каналов в диапазоне длин волн 0,4-1,05 мкм. Эта технология экономит средства сельхозпроизводителей, и, по сути, мы создаем "умное" сельское хозяйство», - добавил ученый. Внедрение только этой технологии полива, по расчетам исследователей, позволит повысить урожайность сельскохозяйственных культур примерно на 25%.

В рамках работ особое внимание ученые уделят технической конструкции датчиков - она должна быть очень простой и достаточно дешевой для массового применения в сельскохозяйственной технике. Гиперспектральные сенсоры можно будет устанавливать не только на наземную технику, но и на беспилотники, это позволит сразу оперативно оценивать состояние больших площадей сельхозземель. Договоренности о соответствующих испытаниях уже достигнуты с Самарским государственным аграрным университетом.

По итогам реализации гранта, рассчитанного на 4 года, помимо создания конструкционно простых гиперспектральных сенсоров для массового использования в «умном» сельском хозяйстве ученые разработают алгоритмы реконструкции и анализа получаемых гиперспектральных изображений с помощью методов глубокого обучения нейросетей. «Созданная и успешно работающая в университете научная школа академика РАН Виктора Сойфера поможет нам в этом: накопленные на протяжении десятилетий методы распознавания гиперспектральной информации позволят нам обучить нейронную сеть, чтобы она могла анализировать сколько, к примеру, фосфора не хватает почве - для искусственного интеллекта эта ситуация будет выглядеть как провал на длинах волн, характерных для фосфора», - отметил Николай Казанский.

Фото: Дарья Аксенова

Комментарии

(0) Добавить комментарий

Ищите команду разработчиков? Не можете найти робота для своих нужд? Пишите нам!

Для обратной связи укажите ваш E-mail, он будет доступен только администратору. Так вы сможете оперативно узнать, когда ответ на ваш вопрос будет опубликован



Новые комментарии

Компания «Сервосила» начала выпуск новой линейки контроллеров для бесколлекторных двигателей
Гость
01.08.2021
12:50:31
[url=https://www.chipdip.ru/catalog-show/modules?p.0=%D0%A1%D0%95%D0%A0%D0%92%D0%9E%D0%A1%D0%98%D0%9B%D0%90]Сервоконтроллеры[/url] на Чип и Дип
Улучшенные протезы ног позволяют получить тактильные ощущения
Барно
29.07.2021
07:22:58
Здравствуйте вы сами изготавливаете протез ноги или только рекламируете товар ...