«Полностью автономная система»: разработчик — о возможностях новейшего российского беспилотного мини-трактора

— Что представляет собой беспилотный мини-трактор Cognitive Pilot и в чём он будет превосходить привычный сельскохозяйственный аналог?

— Мини-трактор Cognitive Pilot относится к классу последовательных гибридов. Это значит, что двигатель внутреннего сгорания не связан напрямую с колёсами, а выполняет функцию генератора, который питает электродвигатели (приводящие машину в движение. — RT) и заряжает аккумулятор.

Несмотря на небольшие массу и мощность, величины крутящего момента и тягового усилия электродвигателей мини-трактора близки к показателям многих полноразмерных машин.

Кроме того, конструкция робота значительно упрощена: у него нет поворотных узлов, коробки передач, оптимизирована подвеска. То есть максимально исключены сложные детали, которые чаще всего выходят из строя и требуют ремонта.

Номинальная мощность мини-трактора составляет 30 л. с., но благодаря особенностям электродвигателей она может достигать показателей до 50 л. с. на коротких промежутках времени. Робот имеет небольшие габариты. Его длина составляет 2,2 м, ширина — 1,4 м, масса — 970 кг, рабочая скорость — от 5 до 20 км/ч.

Также по теме

Робот-огнеборец: как в России разрабатываются комплексы для дистанционного тушения пожаров

Госкорпорация «Ростех» покажет нового робота для тушения пожаров Ант-1000ПМ на XV выставке «Комплексная безопасность». Машина...

Машина обладает стандартной трёхточечной задней навеской с валом отбора мощности и передней навеской также с валом отбора мощности для выполнения разнообразных операций. Для тракторов размерности нашего робота на рынке представлен широкий выбор навесных орудий. Для нашего трактора предусмотрена навеска порядка 300 кг балласта (имеется в виду допустимая масса навесных орудий для проведения сельхозопераций. — RT).

Мы рассчитываем, что наши будущие заказчики оценят, что машине не нужен механизатор. Дефицит таких специалистов — проблема, которая, наверное, знакома всем хозяйствам.

Беспилотник может применяться в групповой или звеньевой работе непрерывно. Это критически важно, поскольку временное окно проведения тех или иных сельхозработ, как правило вследствие погодных факторов, довольно узкое. При этом в силу особенностей конструкции роботрактор требует очень скромных расходов на техобслуживание. 

Согласно экспертным оценкам, если суммировать все вышеперечисленные преимущества, то итоговая эффективность звена роботрактора может превышать показатели классической техники до десяти раз.

— Какой объём операций способен выполнять мини-трактор?

— Это все основные сельхозоперации: сев, культивация, боронование, вспашка, опрыскивание и прочее. Мини-трактор также может быть оснащён установкой для измерения физико-химических параметров почвы на основании данных её спектрометрического анализа и для последующего зонального внесения удобрений (удобрения вносятся только на те участки, где это востребовано, и в нужной пропорции. — RT).

• Мини-трактор Cognitive Pilot
• © Cognitive Pilot

Применение роботрактора позволяет выстроить эффективную систему управления процессом выращивания сельхозкультур, обеспечивающую устойчивую рентабельность хозяйств. В результате формируется оптимальная карта поля, на которой распределены показатели содержания химических элементов, кислотности, плотности и иных измеряемых параметров по его площади.

— Как ввод беспилотной сельхозтехники может поменять сложившиеся устои рынка АПК?

— Сегодня сельское хозяйство находится в условиях, требующих значительного роста эффективности. В этой связи необходимо выделить две основные проблемы: дефицит квалифицированных кадров и очень высокие издержки при реализации полноценного анализа и контроля техпроцессов в агросекторе. Преодолеть эти трудности как раз и призваны автономные роботизированные системы.

С их приходом кардинально меняется вся концепция использования сельхозтехники. Скажу больше: ещё несколько десятилетий назад в условиях непрерывно сокращающейся численности сельского населения был обозначен тренд на увеличение мощности и массы отдельно взятой машины, что позволяло обрабатывать те же площади при меньшем количестве механизаторов. Использование полностью автономных систем управления позволяет одному специалисту сопровождать достаточное количество машин для выполнения той или иной работы.

В этом смысле концепция мини-трактора привносит в агрохозяйства целый ряд усовершенствований. Во-первых, это снижение технической уязвимости хозяйств. Ранее выход из строя крупного трактора в небольшом хозяйстве был типичным происшествием, которое приводило к остановке сельхозработ на всё время ремонта. С использованием звена беспилотных мини-машин при выходе из строя одной единицы техники общая производительность снижается незначительно. И в целом полевые работы могут гибко масштабироваться.

Во-вторых, меняется логистика. Мини-техника может быть доставлена на поле с помощью обычного автомобильного прицепа, что не требует никаких дополнительных расходов.

В-третьих, эффективность выполнения сельхозопераций у мини-трактора, как у станка с ЧПУ (числовым программным управлением. — RT), абсолютно не зависит от человеческого фактора, что обеспечивает гарантированное эталонное качество обработки всей поверхности поля. Качество контролируется самой техникой на каждом квадратном метре с помощью установки набора датчиков на плугах, боронах и другом оборудовании. Это уникальная и отличительная черта нашей машины.

• Ремонт и обслуживание сельскохозяйственной техники
• РИА Новости
• © Виталий Тимкив

Также проектом Cognitive Pilot предусмотрена возможность передачи владельцам хозяйств необходимой информации о состоянии техники и ходе выполнения работ. 

Наконец, управление мини-трактором не требует никаких специальных навыков, оно не сложнее, чем освоение робота-пылесоса, поэтому мы уверены, что использование беспилотной техники позволит российским аграриям решить проблему дефицита механизаторов. Более того, сама профессия сельскохозяйственного труженика станет по-настоящему интересной и привлекательной, в том числе для молодёжи. 

— На какой стадии находится проект роботрактора? Каковы перспективы серийного производства этой машины?

— В настоящее время создан предпромышленный образец мини-трактора. Беспилотник проходит испытания на выполнение различных типов операций, оценку и подтверждение уровней производительности. Одновременно мы вносим доработки в конструкцию для улучшения технических характеристик, технологичности производства и удобства обслуживания.

Перед тем как создать предсерийную модель, необходимо завершить ресурсные испытания, определить точные параметры производительности роботрактора, качество его работы, провести наработку на отказ оборудования на опытной серии машин в объёме не менее 10 тыс. мото-часов. Также важно выработать с потенциальными клиентами оптимальную бизнес-модель использования техники и систему предзаказа. Это мы видим задачами 2024 года.

— Как устроены управление беспилотным трактором и навигация?

— В нашей системе автономного управления (автопилоте. — RT) реализованы возможности навигации на основе компьютерного зрения и GPS-сигнала. Cognitive Pilot первой в мире использовала такой подход в промышленных решениях. Автопилот мини-трактора, подобно человеку, видит и понимает всё, происходящее на поле. На основе информации, получаемой с видеокамер, он выстраивает траектории движения и принимает нужные решения.

Возможности искусственного интеллекта, которые реализованы в мини-тракторе, позволяют не только избегать столкновений с опасными препятствиями, но и с высокой точностью выполнять сельхозоперации: обработку рядковых культур, движение между рядков при опрыскивании, механическую обработку картофеля, моркови, внесение средств защиты растений с учётом визуального положения рядков и сорняков, сбор данных для мониторинга состояния растений и многое другое.

Функционал GPS-навигации, в свою очередь, более востребован в зонах, где отсутствуют визуальные ориентиры, — например, где границы участков разных хозяйств обозначены только на карте.

Также по теме

«Усиление возможностей человека»: профессор РАН рассказал о дальнейшем развитии ИИ

Искусственный интеллект — это технология, которая создана людьми для решения их конкретных задач. Об этом в интервью RT рассказал...

Возможности компьютерного зрения и GPS дополняют друг друга. Они обеспечивают устойчивость управления, высокую точность движения по заданной траектории, безопасность, предупреждают столкновения и выезды за пределы поля, позволяют технике автоматически выполнять развороты, а также существенно расширяют области применения системы.

— Насколько работа автопилота в принципе зависит от наличия интернета и насколько критично отсутствие GPS-сигнала?

— Она не зависит от интернета, потому что мы имеем возможность получать RTK-поправки по радиоканалам (RTK — Real Time Kinematic — технология коррекции ошибок спутникового сигнала в режиме реального времени. — RT).

В ближайшие месяцы мы завершим разработку модуля локальной навигации и наши мини-тракторы смогут использоваться на территориях, где отсутствует GPS-сигнал. Это позволит применять машину в областях, близких к регионам проведения СВО, и в новых регионах, где сигнал спутниковой навигации порой заглушается средствами РЭБ. Стоит сказать, что на больших тракторах мы уже выполняем эту операцию без GPS.

Имеющихся у Cognitive Pilot технологий компьютерного зрения более чем достаточно для управления техникой в отсутствие GPS. Например, ранее наши разработчики смогли решить сложную задачу, позволяющую автопилотам умной сельхозтехники ориентироваться на местности лучше человека. Речь идёт о технологии Cognitive Border Recognition, позволяющей эффективно распознавать границы обработанных и не обработанных сельхозтехникой областей и осуществлять по ним навигацию по компьютерному зрению с сантиметровой точностью.