Виноград вырастит робот

Ученые и студенты Донского государственного технического университета создали робота для ухода за виноградниками. Новое устройство будет не только ухаживать за лозой, но и станет незаменимым помощником агронома.

Полный контроль

При выращивании винограда традиционная проблема - болезни растений. Пока существует два основных метода борьбы: сплошное и точечное (локальное) опрыскивание. В первом случае химикаты распыляются на всю площадь виноградника, и это влечет серьезные проблемы - воздействие на здоровые растения, которые получают ожоги листьев и гроздей. Наносится вред и окружающей среде. При этом химикаты расходуются в неоправданно больших объемах, увеличивая себестоимость производства.

Локальное (точечное) опрыскивание предполагает обработку только пораженных кустов и прилегающих зон. Это выгодно, так как экономятся растворы (до 50-70%) и снижается риск фитотоксичности. Но у локального метода есть проблемы организации и контроля. Критически не хватает эффективных инструментов для точного контроля – где опрыскивать, в каком объеме, какие кусты обработаны, а какие требуют внимания, каковы результаты предыдущих обработок. Это приводит к пропуску зараженных зон, а значит, потере урожая.

Единая система и анализ на основе ИИ

Для решения этих проблем в Донском государственном техническом университете (ДГТУ) в рамках программы «Приоритет-2030» создали новый модульный робот для ухода за виноградом. С помощью инструментов, установленных на платформу, устройство выполняет самые разные задачи – обрезку лоз, удаление отмерших веток опрыскивание, обработку земли.

Лидер проекта, студент 3 курса Института опережающих технологий «Школа Икс» ДГТУ Максим Нарубин отмечает, что главное преимущество разработки – интеграция разных систем в одно комплексное решение, обеспечивающее полный контроль над полем, работа без постоянного надзора человека, учет потребности каждой лозы. Это позволяет контролировать и фиксировать состояние всех кустов в единой системе.

Цель проекта – разработать и протестировать мобильную колесную платформу, создающую цифровую тень поля, с модулем точечного опрыскивания для виноградных кустов, обеспечив контроль здоровья винограда и эффективное поддержание роста кустов в течение круглого года. Опрыскивание винограда необходимо проводить от 16 до 20 раз в год для защиты растения от таких болезней, как милдью, оидиум, серая гниль и другие. Эти болезни могут сокращать урожай винограда до 30% в год, что существенно влияет на прибыль предприятия

Максим Нарубин

лидер проекта, разработчик встраиваемого ПО, студент 3 курса Института опережающих технологий «Школа Икс» ДГТУ

Ядром системы стала так называемая «цифровая тень» виноградника. Робот фиксирует геоданные, состояние каждого куста и историю обработок. Это дает возможность проводить анализ состояния виноградников, прогнозировать риски заболеваний и автоматически планировать маршруты для работ. Робот перемещается по винограднику по навигационным технологиям (GPS, датчики), анализирует состояние почвы, здоровье растений и окружающую среду. На основе этих данных он выполняет необходимые работы.

Устройство имеет связь с локальным сервером, где хранится «цифровая тень» и проводится анализ. Аккумулятор робота съемный, что позволяет мгновенно поменять разряженную батарею либо зарядить её у ближайшего источника питания.

Робот нужен на новых виноградниках

Новое устройство ждут в хозяйствах. В России быстрыми темпами растут площади виноградников. В 2019-2024 годах в пяти регионах (Крыму, Краснодарском крае, Ставрополье, Ростовской области и Дагестане) зарегистрировано 773 новых предприятия по производству винограда, площади виноградников с 2015 года к 2025 году выросли на 25% - с 88,9 тыс. га до 110,2 тыс. га.

Разработка ДГТУ станет важным помощником в развитии виноградарства. Она позволяет экономить средства, так как робот производит точечное опрыскивание. Снижет экологическую нагрузку, так как исключается нецелевое использование химикатов. Решает проблему дефицита кадров. Наконец, увеличивает урожайность и рентабельность, так как исключаются «пропущенные» зоны и все растения получают уход.

Кроме того, «цифровая тень» становится источником ценной информации для агронома, позволяет анализировать эффективность работ в динамике и прогнозировать риски.

В перспективе есть возможность развития целой экосистемы: добавление модулей полива, контроля микроклимата, поддержки других культур.

Проект разрабатывается для малых и средних хозяйств, и идеально подходит для участков площадью от 1 до 20 и более гектаров. Робот начнет работать на базе «пилотных хозяйствах» в Ростовской области и Краснодаре в ближайшее время. В рамках сотрудничества с агротехнологическими центрами стран Глобального Юга он может быть включен в единый комплекс услуг в формате SaaS.