Современное сельское хозяйство вступает в эру интеллектуальных решений благодаря совместным усилиям лидеров российской науки. Команда Самарского университета, работая в сотрудничестве с РосНИИПМ РАН и специалистами ИСОИ РАН, успешно создала уникальную систему управления для автоматизированных дождевальных машин. Этот проект не просто очередной технический шаг вперед — он открывает новые возможности для повышения эффективности и устойчивости сельскохозяйственного производства, опираясь на достижения космических и оптических технологий.
Технологии на стыке науки и практики
В основе инновационного комплекса лежит автоматизированная система принятия решений, позволяющая дождевальной машине самостоятельно анализировать почвенные условия по мере движения по полям. Используя полученные в реальном времени данные о влажности и содержании минеральных веществ, оборудование самостоятельно регулирует интенсивность и объём подачи воды и удобрений. Это не только снижает издержки, но и минимизирует негативное влияние на окружающую среду.
Традиционно для мониторинга почвы применялись гиперспектральные камеры, работающие в SWIR-диапазоне (коротковолновом инфракрасном диапазоне), однако высокая стоимость сенсоров делала такие решения доступными лишь для спутниковых систем. Оперативно получать данные с земли было невозможно из-за дороговизны и сложности оборудования. Ученые Самарского университета предложили прорывную альтернативу: компактный гиперспектрометр весом всего 1 кг, который крепится непосредственно на дождевальную машину и использует доступные светочувствительные матрицы (ПЗС-матрицы). Интеллектуальные алгоритмы и оптическая схема с телескопом и сложной дифракционной решеткой позволяют получать гиперспектральные изображения с 20-40 спектральными слоями, что ранее было возможно только при использовании дорогостоящих компонентов.
Партнерство ведущих институтов
Проект реализуется по инициативе Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации РАН (РосНИИПМ РАН) в тесной кооперации с Институтом систем обработки изображений (ИСОИ РАН), филиалом ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН. Совместная работа ученых и инженеров позволила создать не имеющее аналогов в мире решение для адресного и высокоточного агромелиоративного обслуживания сельскохозяйственных земель.
В составе системы используются: миниатюрный гиперспектрометр, комплект датчиков, бортовой компьютер с разработанным специально программным обеспечением и интеллектуальный контроллер, обеспечивающий высокоточное управление форсунками дождевальной машины. Благодаря интеграции современных технологий удалось повысить функциональность и снизить стоимость оборудования.
Вклад ученых и перспективы внедрения
Ведущий сотрудник ИСОИ РАН, профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов отметил, что новая система может быть сконфигурирована под требования любого агрария, а стоимость комплекта для одной дождевальной машины составляет примерно 20 тысяч рублей. Это делает технологию доступной для широкого круга российских сельхозпредприятий и создаёт задел для экспорта на зарубежные рынки.
По информации РосНИИПМ, внедрение интеллектуального адресного полива и целенаправленного внесения удобрений способно увеличить урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 25-30%, что является существенным прорывом для аграрного сектора. По мнению профессора Скиданова, подобные системы востребованы не только в России, но и за рубежом, где в вопросах продуктивности и ресурсосбережения уделяется особое внимание инновационным решениям.
Будущее национального сельского хозяйства
Интеграция результатов передовых исследований Самарского университета и научных центров РАН в реальные сельскохозяйственные процессы — ключ к созданию устойчивого и высокоэффективного агробизнеса. Предложенные решения вносят существенный вклад в сохранение природных ресурсов, сокращение расхода воды и удобрений, а также стимулируют рост урожайности без ущерба для окружающей среды.
Ожидается, что умные мелиоративные системы, разработанные командой ученых, в ближайшие годы найдут широкое применение в различных регионах России. Положительный отклик со стороны специалистов и аграриев свидетельствует о большом потенциале инноваций Самарского университета, РосНИИПМ РАН и ИСОИ РАН для развития всего агропромышленного комплекса страны.
Источник: scientificrussia.ru
