Группа исследователей Заполярного госуниверситета разработала автоматизированную систему управления микроклиматом теплиц. Выращивать клубнику, огурцы и другие сельскохозяйственные культуры в суровых климатических условиях Норильска будут с помощью искусственного интеллекта.
Для того, чтобы микроклимат тепличного хозяйства был «урожайным» и «малозатратным», нужно следить за соблюдением теплового баланса, влажности, содержанием углекислого газа, скорости перемещения потоков воздуха и ещё за множеством параметров. Все имеющиеся наработки по управлению микроклиматом в других регионах построены на базе классической логики, когда система имеет четкие ограничения на отклонения показателей датчиков, например, температуры, и не может «самостоятельно додумать» диапазон или даже параметр изменений. Например, сделать умозаключение, что при понижении температуры будет логичнее не только повысить температуру, но еще и влажность (не обращая при этом внимание на текущий параметр влажности).
«Нечеткая логика или нейро-нечеткие системы самообучаемы, то есть могут находить взаимосвязи в тех параметрах, которые человеческий глаз найти не может, - поясняет заведующий кафедрой электроэнергетики и автоматики ЗГУ Алексей Петров. - До этого в Арктике подобные вещи никто не делал. На «материке» подобные исследования проводились в Краснодарском крае. Мы используем робототехнический комплекс, компьютерное зрение и буквально выведем арктическое овощеводство на некий новый цифровой измерительный уровень».
В 300 километрах за Северным полярным кругом классическое земледелие невозможно. Вечная мерзлота и отсутствие плодородного грунта, низкие температуры и штормовой ветер. Есть и преимущества, когда полярную ночь сменяет полярный день, и солнце вообще не заходит за горизонт с мая по август. Однако из-за сложной логистики выращивать овощи на месте экономически выгоднее, чем доставлять самолетами. 9 месяцев в году, когда нет навигации, до Норильска можно только долететь.
«Искусственный интеллект будет более эффективным в таких экстремальных условиях, чем классические подходы к управлению микроклиматом тепличных хозяйств, - уверен Алексей Петров. - Он может не только помочь нам выращивать данные культуры, но и в теории «даст советы» к новым путям и подходам в сельском хозяйстве за Полярным кругом».
Разработка ученых ЗГУ имени Н.М. Федоровского нашла поддержку у производителей. Университет заключил соглашение с ООО «Норильские теплицы». В мае этого года тепличное хозяйство предоставит экспериментальный участок для установки программно-аппаратного комплекса, который состоит из датчиков, исполнительных механизмов и «умной головы» (искусственного интеллекта). Тестировать автоматизированную систему управления микроклиматом будет старший преподаватель кафедры электроэнергетики и автоматики ЗГУ Сергей Плотников. Первый урожай «цифровой» клубники и огурцов норильские исследователи рассчитывают получить к концу лета 2024 года.
«В Норильске нужно изобретать и внедрять свои подходы в выращивании культур. У нас всё очень специфичное, поэтому такие разработки могут быть ключом к успеху и в дальнейшем дадут жителям Норильска свежайшие овощи и фрукты» - говорит директор ООО «Норильские теплицы» Александр Шаповалов.
К работе подключатся ученые Красноярского НИИ сельского хозяйства для создания теоретической фундаментальной базы. На экспериментальном участке «Норильских теплиц» научные сотрудники также будут тестировать свои наработки. В будущем подобные системы станут отличными помощниками человека в выращивании растений. Использование методов нечеткой логики позволит снизить энергозатраты, быстрее реагировать на сбои в формировании ростков, анализировать причины болезней растений и своевременно менять стратегию выращивания «цифровых» овощей.
Текст: Лидия Милькова
Фото: Арсений Арлюков
#Агротехнологии #Заполярье #Минобрнауки