В Санкт-Петербурге с 6 по 8 июня 2022 года прошла Вторая Международная конференция по цифровизации сельского хозяйства и органическому производству ADOP 2022.
Целью конференции является консолидация междисциплинарных знаний в области сельского хозяйства, биологии, робототехники, информационных технологий и экономики для решения актуальных задач цифровизации органического животноводства и растениеводства на основе достижений фундаментальной науки и лучших практик аграрных компаний.
Приветствуя участников конференции, Вугар Багиров, директор департамента координации деятельности организаций в сфере сельскохозяйственных наук министерства науки и высшего образования РФ, отметил, что фундаментальные научные знания в аграрной сфере дадут нам, в конечном итоге, большие возможности для интенсивного развития отрасли. Чиновник пожелал всем успехов в укреплении связи науки и реального сектора экономики, чтобы в конечном итоге разработанные научные технологии и техника нового образца были востребованы производственниками.
Александр Варенов, заместитель председателя комитета по агропромышленному и рыбохозяйственному комплексу Ленинградской области, поприветствовал участников конференции от лица комитета. Спикер рассказал о внедрении цифровых технологий в агропромышленном комплексе области. Например, комитетом ведутся работы по инвентаризации земель сельхозназначения с помощью геоинформационных технологий министерства сельского РФ. В системе уже оцифровано почти 29 тыс. рабочих участков общей площадью порядка 348 тыс. га, к ней подключаются крупные областные хозяйства. Также проводится информатизация отрасли животноводства – переход на облачные технологии, работа в информационном пространстве с данными и т.д. При комплексном подходе позволяет снизить затраты почти на четверть за счёт снижения трудозатрат рисков человеческого фактора и повышения эффективности. Особенно эффективно система электронной подачи документов для предоставления государственной поддержки в сфере АПК отработала в условиях пандемии.
Органическое сельское хозяйство и цифровое развитие сельских территорий
Олег Мироненко, исполнительный директор Национального органического союза, в своем докладе «Актуальные нововведения в сфере регулирования органики и их влияние на развитие органического рынка» проанализировал динамику развития мирового органического рынка за 2020-2021 года, изменения, произошедшие в европейском законодательстве, и их влияние на экспорт органической продукции из Российской Федерации. Так, согласно данным выступающего, с 1999 года по 2020 год розничная продажа органических продуктов в мире выросла с 15,2 млрд долл. США до 138 млрд долл. США. За то же время площадь органических земель выросла с 11 млн га до 74,9 млн га. Россия занимает 22-е место в мире по объему рынка органической продукции, 39-е по уровню ее потребления на душу населения и 135-е место по количеству производителей. На 01.06.2022 было выдано 193 сертификата на производство органической продукции 105 российским производителям. Также спикер рассказал об изменениях, произошедших в российском законодательстве в сфере производства органической продукции, и планируемых к принятию в ближайшее время.
Ольга Абрамова, заместитель председателя правительства Удмуртской Республики, рассказала о проделанной работе по проекту комплексного развития «Деревни будущего» на базе села Пихтовка. Сердце проекта – это «цифра», и на него потрачено 250 млн руб. Сумма была сформирована из бюджетных инвестиций и инвестиций партнеров проекта. Окупаемость проекта составит порядка 10 лет за счет увеличения налоговых поступлений: если до запуска проекта налоговые поступления от предприятий Пихтовки составляли 9 млн руб., то за 2021 год они увеличились до 20 млн руб. В первом квартале текущего года в деревню приехало жить 5 семей, что, по мнению спикера, достижение на фоне общего снижения численности сельского населения в регионах страны.
«Пилотный проект уже перерос в региональную программу УР и, в текущем году, мы реализуем уже две таких территории совершенно разных по удалённости друг от друга в разных муниципальных округах, – поделилась Ольга Викторовна. – По нашим оценкам, модель комплексного развития по типу Пихтовки доступна для 80% наших территорий».
Аквакультура под контролем
С докладом «Цифровые технологии анализа траектории движения судна применительно к задаче определения факта вылова и вида водных биологических ресурсов» выступил Василий Соколов, заместитель руководителя Федерального агентства по рыболовству. Спикер рассмотрел задачу создания модели машинного обучения на основе спутниковых данных о координатах, курсе и скорости судов для предсказания фактов промысловой деятельности до прихода полноценного судового отчета, что обеспечивает пресечение незаконной промысловой деятельности.
«У нас много общего с сельским хозяйством и основное, что нас связывает в том числе, это прослеживаемость. В нашей отрасли прослеживаемость начинается от вылова биоресурсов по всей цепочке, куда идет продукция дальше. Мы добились определённых успехов – информационная отраслевая система обрабатывает огромный массив данных о работе рыбопромысловых судов», – рассказал спикер. Также Василий Игоревич представил интегрированную и работающую совместно с системой мониторинга судов систему оценки вероятности осуществления лова конкретным судном в интервалы времени по поступающим данным мониторинга. На основании накопленных данных мониторинга по траектории движения судна за статистически значимый период можно с большой степенью точности (до 90%) определить вид вылавливаемого водного биологического ресурса.
Ксения Чебан и Евгений Хрусталев из ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» рассказали о рыбоводно-технологическом кадастре как механизме развития аквакультуры в Калининградской области. Периодически сменяемые программы развития аквакультуры в Российской Федерации отражают стратегию развития подотрасли рыбного хозяйства страны. Однако строится эта стратегия на «кирпичиках», которыми являются региональные программы. Но при разработке региональных программ развития аквакультуры, чаще применяют подход, ориентированный на установление директивных показателей по количественным и качественным параметрам продукции аквакультуры и привлечение к их реализации потенциальных инвесторов. Единожды разработанный рыбоводный технологический кадастр определит перспективу аквакультуры в регионе на десятилетия и может рассматриваться как «дорожная карта» ее развития. Определяя стратегию развития аквакультуры в регионе, необходимо учитывать потенциальную емкость регионального потребительского рынка в продукции аквакультуры и реальную, оцениваемую на период разработки стратегии, соответствующую уровню доходов населения, а также возможность реализации продукции аквакультуры на внешних потребительских рынках.
Роботы в помощь человеку
В секции «Робототехника в сельском хозяйстве» Дмитрий Хорт из Федерального научного агроинженерного центра ВИМ рассказал о разработке многофункциональной роботизированной платформы для интенсивного садоводства. В связи с тем, что садоводство является очень трудоемким, особенно процесс сбора урожая, группа ученых работает над разработкой полноценного роботизированного комплекса, который сможет выполнять несколько функций в процессе выращивания садовых культур. Проанализировав и обосновав основные конструктивные и технологические параметры универсальной роботизированной платформы, был выпущен прототип робота и летом 2021 года проведено полевое тестирование. Конструкция была доработана и сейчас проходит работа над программным обеспечением, алгоритмом движения и т.д.
Устройство отличается универсальностью, простотой конструкции, удобством адаптации к различным рабочим органам и исполнительным механизмам. Учитывая все производственные факторы при возделывании садовых культур, установлены базовые размеры роботизированной платформы: снаряжённая масса роботизированной платформы не должна превышать 450 кг, необходимая транспортная скорость – 3 м/с, необходимая скорость при выполнение технологических операций 0,5-1,1 м/с, преодолеваемый уклон – не менее 20 градусов. Выявлено, что параметрами, обеспечивающими повышенную эффективность работы платформы являются: ширина– 1840-2080 мм, высота – 1600 мм,
длина – 2 800 мм, дорожный просвет – 1200 мм, коэффициент запаса тяговой силы без уклона пути – 2.4, мощность электромоторов – 750 Вт, время работы – 8 часов, рабочая скорость – позиционная, максимальная скорость – 4 м/с. Технические преимущества заключаются в интеллектуальной системе управления движением, энергоустановкой и электротрансмиссией, которая позволяет осуществлять работу энергосредства в трех режимах: дистанционное управление, автономный режим по электронным картам местности с использованием сигналов GPS, а также в беспилотном режиме с помощью модулей машинного зрения. Разработанная система управления имеет перспективность применения в технологиях ухода за междурядьями: обработка почвы, скашивание и автоматизированный сбор урожая в полевых условиях.
О роботизированной роторной системе доения «Карусель» рассказал главный консультант по технологиям производства молока компании GEA Farm Technologies RUS Йоханнес Эгберт. Спикер отметил, что модульная организация системы доения позволяет организовать на карусели от 28 до 80 роботизированных доильных мест и подходит для молочных комплексов со стадом 350-3000 коров. В России уже работают три таких установки. К формированию групп и к подготовке животных к роторному автоматизированному доению предъявляются особые требования. В управлении производственными процессами на таком комплексе без цифровых технологий не обойтись, как и без различных датчиков, сенсоров, системы управления стадом. Качественно новые требования предъявляются и к работникам, специалистам и управленцам, но поэтапность освоения технологии минимизируют издержки.
Платформа управления фермой Lely Horizon предназначена для управления роботизированной фермой. Об этом рассказал Йерун Кейзер, генеральный директор ООО «Лейли Рус». Платформа собирает данные с фермы, синхронизирует, анализирует и преобразует в информацию с практическим советами. Все рабочие процессы специалисты также заносят в систему.
В преимуществах роботизированного доения нисколько не сомневается Рифат Садиков из компании «ДеЛаваль». Какие же это преимущества: улучшение качества молока, качественная подготовка животных к доению, меньше шума на ферме, ранняя диагностика заболеваний, отсутствие человеческого фактора, уменьшение количества персонала, автоматизированные системы позволяют вовремя отследить, что происходит с животными и вовремя принять меры.
За последние годы происходит много изменений в технических и технологических методах производства продуктов животноводства, внедряются системы роботизации процессов кормления, доения, сбора и переработки сырья. Автоматизация процессов и систем контроля становятся всё более совершенными и все более доступными.
Беспилотники на вертикальной ферме
Борис Губанов из Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН) выступил с докладом «Алгоритмы и программное обеспечение для оценки высоты растений в вертикальной ферме с использованием беспилотных летательных аппаратов (БпЛА)». В настоящее время стремительно увеличивается количество вертикальных ферм, а в процессе их работы применяются все новые технологии. Автоматизация мониторинга развития растений является одной из значимых задач в данном направлении. С использованием беспилотных летательных аппаратов возможно получить изображения растений для проведения дальнейшего их анализа, что способствует уменьшению человеческих ресурсов и временных затрат. В работе предложен новый подход к оценке динамики развития растений в контейнерах вертикальной фермы, основанный на получении фотографий стеллажей вертикальной фермы при помощи БпЛА для дальнейшего определении роста растений. Используя данные оптического потока и навигации на основе ArUco маркеров, БпЛА перемещается между стеллажами вертикальной фермы и производит съемку объектов интереса. Полученные фотографии проходят обработку, необходимую для детектирования растений и оценки их динамики развития. На первом этапе все полученные изображения, которые относятся к одной полке, сшиваются. Затем из общей фотографии выделяются отдельные контейнеры с растениями, после чего считается средняя высота растений в каждом контейнере. Все рассчитанные параметры сохраняются в базе данных. Для того, чтобы оценить динамику роста растений в каждом контейнере, сравниваются текущие измеренные значения высоты с предыдущими. Разработанный подход был протестирован в симуляторе Gazebo, полученная максимальная относительная погрешность определения высоты растений равна 4%.
Поле для импортозамещения
О практическом внедрении инноваций и цифровизации в АО «Гатчинское» из Ленинградской области рассказал генеральный директор Александр Лебедев. Хозяйство с 2018 года является племенным заводом по разведению коров голштинской породы. В 2022 году хозяйством были подтверждены сертификаты Valio и ISO 22000:2018. Общее поголовье составляет 2200 голов КРС, из них около 850 голов дойное стадо. Средний удой – 13 тыс. кг молока в год. В хозяйстве внедрены современные методы производства сырого молока, кормления, селекции, содержания крупного рогатого скота. Практически вся техника, оборудование и программное обеспечение импортное. Импортозамещение здесь практически на нуле, хотя есть небольшие подвижки. Так, например, программное обеспечение системы точного кормления разработана в Санкт-Петербурге и в этом году проходит в «Гатчинском» тестирование. Еще в хозяйстве работает российская программа племенного учета. По мнению спикера, для ученых и конструкторов здесь имеется большое поле деятельности, которое нужно срочно «вспахивать», т.к. нерешенность проблемы импортозамещения несет большие риски для российских сельхозтоваропроизводителей.
Цифра в животноводстве
Георгий Никитин из Санкт-Петербургского государственного университета ветеринарной медицины выступил с докладом «Цифровые технологии как основа сбора и обработки информации хозяйственнополезных признаков при внедрении геномной селекции молочного скота». В соответствии с теорией Фальконера (1960 г.), генетический прогресс в животноводстве слагается из ряда факторов, ключевыми из которых являются: точность селекции, интенсивность селекции, а также генерационный интервал между поколениями. Современные репродуктивные и генетические технологии и обеспечивают интенсивность селекции, и сокращают генерационный интервал, а точность селекции должна поддерживаться строгой идентификацией животных, фиксацией и сбором фенотипических данных. Таким образом, сбор и цифровая обработка фенотипических признаков на основе метода BLUP позволяют с высокой точностью прогнозировать именно показатели племенной ценности животных, которые выражаются в уровне генетического потенциала, и его влияние на хозяйственно полезные признаки потомков.
Ксения Жихарева, руководитель отдела развития ITсистем молочного животноводства ООО «РЦ«ПЛИНОР», в своем докладе «Цифровизация контрольного доения как основной инструмент повышения достоверности данных при работе со стадом» рассматривала такие вопросы как автоматизация первичного учета контрольного и обычного доения в сельхозпредприятиях, загрузку данных хозяйства и результатов лаборатории СККМ в информационную систему, а также аналитический функционал, позволяющий отображать ряд отчетов, построенных на основе данных, полученных в результате лабораторных анализов молока и дополнительных данных по физиологии животных, которые могут загружаться из программ племенного учёта. Так, согласно данным выступающего, на загрузку результатов в ИАС «СЕЛЭКС. Молочный скот» происходит сокращение времени на 93%, также время сокращается на ведение зоотехнической документации на 79% и на сбор фенотипа на 51%. Кроме того, заменяются бумажные носители информации на электронные, минимизируется «человеческий фактор», а на основе аналитических отчетов получается улучшать продуктивность, здоровье и кормление своего поголовья.
Наука на службе у практики
Георгий Лаптев, генеральный директор и основатель ООО «БИОТРОФ», доктор биологических наук, рассказал о рисках в кормлении животных и цифровых методах их анализа. Высокопродуктивные молочные коровы должны получать сбалансированный и здоровый рацион (с высоким содержанием клетчатки). Но в системах интенсивного животноводства фермеры перегружают рубец более доступными формами энергии (крахмалом и белками), что обеспечивает высокие надои молока, которые необходимы, чтобы оставаться «на плаву» в финансовом отношении. Рубец крупного рогатого скота предназначен для преобразования грубых кормов (с высоким содержанием клетчатки) с низкой естественной питательной ценностью в ценные метаболиты, а именно летучие жирные кислоты (энергию). Несбалансированное кормление вызывает дисбактериоз микробиома рубца, проблемы с пищеварением, нарушение метаболизма глюкозы, углеводов, энергии, белков, липидов и минералов. Это приводит к ацидозу рубца, кетозу, дистрофии печени, патологиям репродуктивных органов, снижению иммунитета, удоев, жирности молока, ранней выбраковке. Одним из ограничений методики секвенирования маркерного гена 16S микробного сообщества рубца является то, что она не дает информации о функциональном составе микробиома. «Биоинформатические программы, такие как PICRUSt2, были разработаны для прогнозирования функционального потенциала бактериального сообщества на основе профилей секвенирования маркерных генов. Мы изучили состав микробиома рубца, его метаболический потенциал и экспрессию генов под влиянием различных факторов кормления в разные технологические периоды разведения молочных коров», – рассказал Георгий Юрьевич. Отметим, что компания «БИОТРОФ» – это полностью российский производитель кормовых добавок для животных (пробиотики) и биопрепаратов для заготовки кормов.
Встретимся через год
Конференция ADOP 2022 прошла в гибридном формате – очно и в формате видеоконференцсвязи. Было проведено 2 пленарных заседания и 6 устных сессий, заслушано 11 пленарных докладов и 40 докладов на устных сессиях.
«Вторая конференция ADOP отличается еще большей гармоничностью тематик сделанных докладов и демонстрацией практически реализованных решений. Исследование и разработка отечественных сквозных технологий, учитывающих аспекты точного земледелия, кормопроизводства, селекции, генетики, животноводства, глубокой переработки продукции, конъюнктуры рынка и социальной сферы сельских жителей, являются ключом к устойчивому развитию сельского хозяйства. В докладах на новом направлении конференции по цифровым технологиям в аквакультуре были представлены также междисциплинарные результаты, в том числе по интеграции производства гидробионтов и растений с минимизацией антропогенного воздействия на экологию», – прокомментировал директор СПб ФИЦ РАН и председатель программного комитета Андрей Ронжин.
Организатор конференции «Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук» приглашает принять участие в следующей конференции, которая пройдет 57 июня 2023 года.
