По данным разработчиков решений для беспилотников в сфере АПК, России принадлежит доля в 2% по рынку агродронов. Финансовая емкость составляет порядка до 386 млн долларов. Эксперты считают, что рост рынка - нестабильный, скачкообразный, и зависит от очень многих факторов: от информационной повестки дня до инфекционной ситуации в стране или выхода новых законов. Однако в 2020 году рынок дронов в России впервые увеличился вдвое. Стандартное ожидание по скорости его увеличения составляет примерно 23,5 % в год. Пока никто не берется делать точные прогнозы по поводу темпов роста отечественного рынка беспилотников.
Хотя Россия пока не стала мировым лидером по внедрению инновационных агротехнологий с помощью дронов, на рынке постоянно появляются новые идеи и разработки.
Только за месяц стало известно о создании нескольких проектов по применению беспилотных технологий в аграрном секторе. Ученые из Санкт‑Петербургского федерального исследовательского центра РАН совместно с компанией «Новбиотех» создали беспилотник и модуль для лазерного облучения сельскохозяйственных посевов. Автономный летательный аппарат сам рассчитывает траекторию движения, прокладывает маршрут и даже настраивает параметры облучения лазером растения.
Не так давно проходило тестирование «умного» дрона. На поле были высажены многолетние травы, которые используются для корма сельскохозяйственных животных. Автономный летательный аппарат облучал посевы с высоты около 10 метров лазерным следом 50х50 сантиметров: на один такой участок требовалось четыре секунды.
Оказалось, что беспилотники могут не только защищать сельскохозяйственные культуры от вредителей, но и увеличивать урожайность:
«Само по себе лазерное излучение напрямую не повышает продуктивность культур. Но в ночное время фоторецепторы вегетирующих частей растений способны воспринимать свет красного спектра, они трансформируют его и передают сигнал внутрь клетки, запуская каскадный механизм синтеза хлорофилла. При этом активируется синтез глюкозы - основного источника энергии, что в итоге приводит к увеличению процессов синтеза веществ. За счет этого мы добиваемся изменений в характеристиках культур: в их биомассе, а также в конечных содержащихся в них элементах. В основном это белки и углеводы. Причем количество белков может повышаться до 5-7%, а количество углеводов может возрасти на 100%. Увеличение биомассы - от 8 до 10%», - говорит, учредитель компании «Новбиотех» Наталья Севостьянова.
Не так давно ученые Астраханского государственного университета объявили о начале поставок квадрокоптеров собственной разработки Agroday в африканское государство Гану для обработки фруктов от вредителей.
Дрон способен точечно обрабатывать необходимые участки посевных площадей. Особенность Agroday - наличие бака с опрыскивателем на борту. Но легкий беспилотник подойдет и для транспортировки семян. Астраханские разработчики гордятся тем, что уложились в небольшую сумму при создании аппарата, порядка 150 тысяч рублей. При этом исследователи без привлечения IT-компаний разработали программное обеспечение, которое позволяет ориентироваться крылатой машине в пространстве, правильно выстраивать маршрут и рассчитывать нужную дозировку агрохимикатов на посевные площади.
Молодые ученые Московского авиационного университета планируют в следующем году провести испытания легкого беспилотного самолета, который будет в обслуживании гораздо дешевле, чем обычные самолеты, используемые хозяйствами для обработки полей.
Беспилотник сможет обрабатывать те или иные участки поля в полностью автономном режиме. Взлёт и посадка будут осуществляться автоматически на заранее подготовленную площадку. При этом по некоторым характеристикам разработка превосходит существующие аппараты, способные выполнять те же задачи.
«В аграрном секторе используются коптеры, сверхлёгкая авиация и «тяжёлая» авиация, например Ан-2. Квадрокоптеры неприхотливые и простые в управлении машины, но они сильно ограничены в массе полезной нагрузки и полётном времени: объём бака для химикатов не превышает 20–40 литров, а время полёта - 15 минут с полной загрузкой. Несмотря на перечисленные недостатки, распылительные системы небольших дронов обладают самым малым размером капли среди всех аппаратов — 0,1 микрон. При таком малом размере капли во время пролёта коптера над растениями создаётся мелкодисперсное облако, которое длительное время «висит» в воздухе, обволакивая листья. У сверхлёгких самолётов размер капли больше, как минимум, в 100 раз. Разработанная нами модель беспилотного самолета занимает нишу между коптерами и сверхлёгкой авиацией. Размер капли у него больше, чем у коптеров, в 10–15 раз, но есть важное преимущество – оперативная скорость обработки и очень вместительный бак. Таким образом, агрохолдингу больше не нужно нанимать квалифицированных пилотов и обслуживать дорогостоящие сверхлёгкие самолёты. С поставленной задачей отлично справится неприхотливый и дешёвый в обслуживании беспилотный самолёт», - пояснил Георгий Брезгин, один из разработчиков беспилотника.
С каждым годом в России увеличивается число кейсов по использованию дронов в аграрном секторе.
Например, компания Skymec предложила использовать беспилотники для обработки посевов ячменя в одном из сельхозпредприятий в Курской области. Ряд хозяйств ежегодно сталкивается с высоким риском уменьшения урожаев зерновой культуры из-за слишком большого количества распыляемых удобрений. Также не всегда тяжелая техника весной может добраться до посевов. Один из таких случаев произошел в Курской области, когда поля нужно было обработать регулятором роста МОДДУС совместно с поверхностно-активным веществом (ПАВ) Тренд 90, но из-за большого количества осадков дорога не позволила задействовать самоходные опрыскиватели.
Сначала БПЛА запустили, чтобы собрать данные о поле. Беспилотник сфотографировал его с различных ракурсов, и на основе полученной информации была составлена фотограмметрия в среде DJI Terra — программы для анализа и обработки аэрофотоснимков.
Затем провели опрыскивание посевов с помощью гексакоптера, который работал со скоростью 25 км/ч. Зафиксировали, что это на 8 км/ч быстрее, чем при использовании традиционной самоходной техники. Во время полета беспилотника периодически усиливался ветер, но это не влияло на скорость выполнения работы. По истечению двух недель агрономы провели визуальный и мультиспектральный осмотр культуры. Стало понятно, что обработка с помощью гексакоптера с технологией ультрамалообъемного опрыскивания по биологической эффективности не уступает продуктивности самоходной технике. Результат практически одинаковый.
«В рамках данного кейса выявили ряд преимуществ использования дронов для задач сельского хозяйства. Во-первых, в десятки раз снизился расход воды, и не было нужды привлекать человеческие ресурсы для ее доставки. Во-вторых, отсутствовало механическое воздействие на почву и, следовательно, не было ее переуплотнения. В-третьих, обработка полей стала возможна, когда физическое состояние почвы (как, например, сильное переувлажнение) не позволяло заехать колесной технике. В-четвертых, благодаря принудительному вдуванию рабочего раствора в основание обрабатываемой культуры и за счет вращения лопастей мелкодисперсные капли при оседании покрывают максимальную площадь растений, тем самым увеличивая эффективность действия раствора и снижая его расход. Кроме того, процесс внесения удобрений с помощью беспилотников может быть автоматизирован и возможен в ночное время суток, что позволяет аграриям защитить выращиваемые культуры в жаркий сезон работ», прокомментировал Антон Ларсен, директор отдела промышленных решений компании Skymec.
Самое большое распространение беспилотники получили в южных регионах России. Крупные агрохолдинги используют дроны для изучения состояния посевов, обработки виноградников, фруктовых садов и даже истребления грызунов. Производитель овощных консервов Bonduelle, например, применяет беспилотники для распространения насекомых-хищников, уничтожающих вредителей на пилотном поле в 100 гектаров для выращивания органических овощей.
Аналитики предсказывают радужное будущее мировому рынку беспилотников. По данным исследования Markets and Markets ежегодно рынок агродронов будет расти на 30% и достигнет 4,2 млрд долларов к 2022 году. Прогноз агентства PWC еще более оптимистичный: 32,4 млрд долларов. Международная ассоциация беспилотных систем (Аssociation for Unmanned Vehicle Systems) в официальном докладе заявляет, что к 2025 году около 80% рынка беспилотников будет задействовано именно в аграрном секторе.
Глядя на темпы внедрения дронов в Юго-Восточной Азии, кажется, что эксперты не так уж и далеки от истины. Вот всего лишь несколько фактов. В Южной Корее с помощью БПЛА опрыскивают пестицидами и гербицидами до 30% посевов. В регионе Китая Цзянсаньцзян сельскохозяйственные дроны обрабатывают 90% рисовых полей.
Ученые университета Техсас разрабатывают кейсы для использования беспилотников, которые покажутся фантастикой для российских аграриев:
Определение местоположения и отбор проб воды для личинок комаров и повышение точности применения инсектицидов, предназначенных для личинок комаров и взрослых особей. Применение точного количества феромонов над клумбами клюквы для нарушения спаривания клюквенных плодовых червей (Acrobasis vaccinii) и черноголовых огневок (Rhopobota naevana). Фотосъемка крон деревьев зимой для выявления наличия коконов мотылька Monema flavescens и предотвращения распространения вредителей при наступлении теплой погоды. Доставка и выпуск хищных и паразитоидных насекомых для уничтожения европейского кукурузного бурильщика (Ostrinia nubilalis) и восточного елового почкования (Choristoneura fumiferana).Одна в России дроны над полями все еще выглядят экзотикой. Преимущественно их применяют крупные агропредприятия. Хотя в странах Азии и Африки, напротив, беспилотники приобретают небольшие хозяйства с маленькими посевными площадями, для которых не по карману расходы на обработку полей с помощью малой авиации. Так, в странах Юго-Восточной Азии планируют запустить проект на базе платформы сельскохозяйственного развития Grow Asia для аграриев из Комбоджи, Филиппин, Индонезии. Его основная цель – внедрение БПЛА для мониторинга опасного вредителя кукурузной листовой совки, которая стала настоящим бичом для посевов сельхозкультур.
В ряде стран государство в виде грантовой поддержки поощряет использование high-tech технологий. Так, Национальный научный фонд и Национальный институт продовольствия и сельского хозяйства министерства сельского хозяйства США выделил грант на пять лет в размере 20 миллионов долларов на создание Института искусственного интеллекта. Средства пойдут на цифровизацию в том числе аграрного сектора и расширение практики применения дронов.
В Индии пошли по другому пути. Правительство официально разрешило 10 компаниям провести испытания БПЛА в том числе и для сельскохозяйственных целей.
К сожалению, разработчикам в России приходится сталкиваться с нормативными препонами при разработке и внедрении новых решений для беспилотников.
«Беспилотные летательные устройства несут как новые возможности для экономики и других сфер деятельности в России, так и потенциальную угрозу для отдельного человека. Ограничивает их распространение незнание бизнеса о способах их применения, а также государственное регулирование.
Как мы знаем, пренебрегать опасностью в отношении индивида даже при перспективе получения больших выгод в наше время не позволяет политическая обстановка. Поэтому государству сложно определиться, что ему делать: обеспечивать безопасность человека в частности или ориентироваться на выгоду в национальном масштабе. Вся законодательная инициатива в этом направлении движется очень медленно.
С другой стороны, мы видим, как бурно и стремительно развиваются технологии, создаются новые инструменты для бизнеса. Та скорость, с которой государство реагирует на потребность в регулировании данных технологий, - это и есть главное препятствие, ограничивающее распространение беспилотников.
Из этой ситуации рождается наша миссия: с одной стороны, мы должны донести до бизнеса, насколько и каким образом беспилотные технологии могут быть полезны, с другой - предложить государству новые и эффективные способы регулирования. В обоих случаях самое важное для нас - чтобы нас услышали», - отметил Антон Ларсен, директор отдела промышленных решений компании Skymec.
В Ассоциации «АЭРОНЕКСТ», объединяющей российских разработчиков БПЛА, считают главной и системной проблемой отрасли - раскоординированность инициатив законодательных и исполнительных органов власти всех уровней, силовых структур и бизнеса. Именно это, в совокупности с фактическим отсутствием государственной политики развития беспилотной авиации, приводит к медленному внедрению передовых технологий, глобальному отставанию России в разработке конкурентоспособной продукции, развитию рынка услуг с применением беспилотных авиационных систем.
Елена Горшкова
При подготовке статьи использованы данные сайта администрации
Санкт-Петербурга, министерства сельского хозяйства и
рыбной промышленности Астраханской области,
Московского авиационного института,
Agropages.com., aeronext.aero.
Фото предоставлены компанией Skymec