По данным Росстата, в 2024 году валовый сбор картофеля в промышленном секторе в нашей стране составил 7370,6 тыс. тонн. Это на 14,5 % меньше, чем годом ранее. Причины эксперты видят как в сокращении площадей посевов, так и в снижении урожайности. Помочь в борьбе с последним готовы ученые СПбГУ. Они разрабатывают робота для автоматического мониторинга агрокультур и полей. По задумке ученых, он будет не только производить осмотр посевов на предмет сбора данных о болезнях, сорняках и насекомых-вредителях, но и анализировать состав почвы. Совмещение этих функций сделает его уникальным на отечественном рынке роботизированных систем для сельского хозяйства.

У агрономов появится возможность оперативно получать достоверную информацию для принятия решений о внесении удобрений, гербицидов и десикантов, что в конечном счете позволит повысить урожайность, качество продукции, а также эффективность работы агрохозяйств. В частности, по оценкам разработчиков, робот-агроскаут способен повысить урожайность на 15 % и уменьшить расход удобрений на 20 %.

«Именно отсутствие на рынке таких решений и подтолкнуло нас к разработке робота-агроскаута, в работу которого заложены алгоритмы искусственного интеллекта. С их помощью обработка полученных с камер данных будет производиться практически параллельно передвижению самого робота», — рассказывает Евгений Владимирович Кручинин, менеджер проекта, C++-разработчик. Это позволит максимально сократить время на анализ. До недавних пор агрономы были вынуждены объезжать и обходить поля, чтобы контролировать состояние посевов и выявлять проблемы: поражение грибковыми инфекциями, насекомыми-вредителями, степень засоренности, отставание в сезонном развитии агрокультур на отдельных участках поля и многое другое. На это требовалось довольно длительное время, а итоговые выводы были в значительной степени оценочными, ведь обойти все поле и осмотреть все растения агроном физически не может. А в случае борьбы с болезнями и вредителями время — ключевой фактор. Даже небольшое его упущение может привести к значительному снижению конечного объема урожая и его качества. На помощь аграриям пришли технологии: мобильные приложения и беспилотники. С помощью первых можно достаточно быстро и достоверно идентифицировать сорняки и вредителей, благодаря вторым — провести мониторинг всего поля за короткое время.

Однако приложения не способны решить вопрос с охватом территории поля, а дроны не могут заглянуть под листья растений, где, например, чаще всего делают кладки вредители. «А наш робот-агроскаут может. Возможность производить сбор данных как сверху, так и снизу — еще одно преимущество нашей разработки. Качество полученной информации о состоянии растения будет на порядок выше, а значит, и принятые агрономами на их основе меры — более эффективными», — отмечает Евгений Кручинин. К тому же робот-агроскаут проедет там, где беспилотник не пролетит. «Существуют ограничения на запуск беспилотников, а над рядом территорий использовать их невозможно», — подчеркивает Евгений Кручинин. К тому же, в России на данный момент не утверждены юридические нормы, касающиеся гражданских полетов БПЛА, что тоже является препятствием для внедрения и развития таких методов мониторинга полей в промышленном секторе сельского хозяйства.

Бесспорным преимуществом робота станет его способность строить карту поля, хорошо ориентироваться в его границах, а также делать разметку, где именно зафиксированы те или иные наблюдения. Именно благодаря этому робот сможет работать в поле автономно, специалистам сельхозпредприятий потребуется только доставить его к месту проведения мониторинга. Сам робот, по задумке разработчиков, будет обладать высокой мобильностью, умением обходить препятствия, передвигаться по неровной местности и вблизи стволов растений, что обеспечит получение детальных снимков с близкого расстояния.

Почвенный датчик — еще один пункт в списке достоинств будущего робота. Погружаясь на глубину до 7 сантиметров, сенсоры смогут собирать и передавать данные о составе микроэлементов почвы, что важно для оценки ее плодородия и соответствия потребностям для произрастания той или иной агрокультуры. С помощью почвенного датчика также можно проанализировать эффективность внесения удобрений и сделать замеры температуры и влажности верхнего почвенного слоя.

Летом этого года разработчики планируют приступить к полевым испытаниям робота. «Мы точно будем его тестировать на посевах в Ленинградской области, в частности в Гатчинском районе. Возможно, сможем достичь договоренности об экспериментальном апробировании разработки с представителями агрохозяйств в других регионах», — уточняет Евгений Кручинин.

Еще одна сильная сторона разработки — возможность настраивать робота на идентификацию определенного набора болезней или вредителей, в выявлении которых заинтересованы аграрии в каждом конкретном регионе. «На данный момент в роботе-агроскауте заложены базовые нейросетевые алгоритмы для определения таких распространенных заболеваний, как, например, фитофтороз, хлороз, фузариоз, а также солнечных ожогов и ряда насекомых-вредителей, — рассказывает Евгений Кручинин. — Используемые алгоритмы ИИ позволяют дополнять изначальный список. Достаточно, чтобы заказчик предоставил наборы данных для конкретных видов насекомых или грибных и бактериальных болезней растений, релевантных для определенной местности». В настоящее время разработчики самостоятельно формируют базу данных для обучения нейросети. В нее уже внесено более 4000 образцов снимков сорняков и изображений признаков фитофтороза.

Конструктивное решение самого робота, по задумке авторов, также позволит в будущем получить превосходство над конкурентами.

Потенциально агроскаут можно переориентировать на другие цели. По мнению разработчиков, робот или сеть роботов способны успешно выполнять различные задачи в городском хозяйстве. В частности, оценивать состояние дорожного полотна и качества проведенных ремонтных работ или собирать информацию об обстановке на городских улицах, а также для анализа трафика.

В настоящее время в конструкции робота используется порядка 60–70 % комплектующих иностранного производства. «Однако мы хорошо понимаем, что стабильность потенциального серийного изготовления зависит от снижения доли импортных компонентов. Именно поэтому максимальная локализация разработки является для нас приоритетной задачей на данный момент», — поясняет Евгений Кручинин.

По его словам, сборку роботов можно довольно быстро развернуть на производственных мощностях, имеющихся в распоряжении отечественных промышленных предприятий, при этом большинство составных элементов производить или закупать в нашей стране. «Есть буквально несколько ключевых импортных комплектующих, которые тяжело заменить, не перестраивая конфигурацию, что, в свою очередь, приведет к увеличению стоимости конечного продукта», — подчеркивает Евгений Кручинин.

«Мы предполагаем, что аграрии смогут окупить инвестиции в течение нескольких лет», — говорит Евгений Кручинин.

По оценкам разработчиков, для получения готовой к промышленному производству версии робота потребуются инвестиции объемом до $1 млн. В эту сумму входит бюджет на маркетинговые исследования и продвижение, а также отладка производственных процессов. Команда открыта к проведению инвестиционных переговоров с представителями как российских, так и зарубежных сельскохозяйственных предприятий.

Проект был презентован на XIV ежегодном инвестиционном форуме AIM Congress 2025, который проходил в апреле этого года в Национальном выставочном центре Абу‑Даби (ОАЭ).