Спецпроекты

Финансовый университет и ФНАЦ ВИМ создали умного робота для сбора яблок на базе ИИ Microsoft

Техника Облака

Научная группа департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета при Правительстве России и отдела интеллектуализации, автоматизации и роботизации сельскохозяйственного производства Федерального научного агроинженерного центра ВИМ в технологическом партнерстве с Microsoft создали умного робота для сбора урожая яблок. Проект не имеет аналогов в России и за рубежом по точности и эффективности работы. Пилотные испытания разработки пройдут в крупнейших садоводческих предприятиях России уже весной 2021 г.

Нейросетевой алгоритм робота, разработкой которого занимались ученые Финансового университета, способен обнаруживать более 97% и собирать до 90% плодов, при этом доля «ложных срабатываний», когда система принимает за яблоко фоновый объект, составляет всего 3,5%. Эти показатели значительно выше, чем у других роботов такого же назначения: известные прототипы обнаруживают в среднем 85% плодов, а собирают 75%. Для обучения нейросетей использовалось облако Microsoft Azure, что позволило значительно ускорить этот процесс, а также снизить стоимость разработки по сравнению с использованием локальных мощностей.

«Повышение качества обнаружения плодов стало возможно благодаря использованию прогрессивных алгоритмов искусственного интеллекта, в частности, глубоких сверхточных нейронных сетей, которые сочетают в себе способности к распознаванию объектов по цвету, текстуре и форме, – сказал Владимир Соловьев, руководитель департамента анализа данных и машинного обучения Финансового университета при Правительстве России. – Надежное и безопасное облако Microsoft Azure не только сделало возможным реализацию этого проекта в принципе, но и помогло нам добиться впечатляющих результатов всего за полтора месяца».

«Садоводство – одна из наименее цифровизированных отраслей сельского хозяйства: сбор урожая большинства плодовых культур обычно производится вручную с привлечением сезонных рабочих, занятых тяжелым физическим трудом, при этом до 40% плодов остаются несобранными. Применение умного робота уже с первого года позволит на 30% увеличить доходы хозяйств за счет сокращения недобора урожая, а также решить проблему нехватки человеческих ресурсов» – отметил Игорь Смирнов, заведующий отделом интеллектуализации, автоматизации и роботизации сельскохозяйственного производства ФНАЦ ВИМ.

Робот предназначен для работы в интенсивных садах с высотой крон 1,5–2 м. Он собирает плоды, начиная с верхнего яруса, при помощи манипуляторов, оснащенных захватами, созданными специалистами Федерального научного агроинженерного центра ВИМ. Среднее время сбора одного плода составляет 10 секунд, за час он может собрать до 288 килограмм.

«Microsoft в России много работает над тем, чтобы способствовать развитию отечественной науки. В этом проекте наше облако Microsoft Azure открывает новые, практически безграничные возможности перед учеными и практиками, – сказала Елена Сливко-Кольчик руководитель направления по работе с организациями образования и науки Microsoft в России. – Новый умный робот, созданный Финансовым университетом и Федеральным научным агроинженерным центром ВИМ, – это не только интереснейшая научная разработка, но и решение, которое обеспечит новые возможности и конкурентное преимущество садоводческим компаниям, сделав их более эффективными».

Планируемая цена робота в среднем в семь раз ниже, чем у зарубежных аналогов, а окупаемость для европейских хозяйств составляет около года. Для российских садоводов будут действовать специальные ценовые предложения. Весной 2021 г. пройдут пилотные испытания в крупнейших яблоневых садах России. Затем создатели планируют выводить робота на европейский рынок. В дальнейшем будут разработаны аналогичные алгоритмы для сбора урожая груш и томатов. Кроме того, рассматривается возможность использования устройства для мониторинга урожайности и распознавания основных болезней культур.