Читайте РБК без баннеров

Подписка отключает баннерную рекламу на сайтах РБК и обеспечивает его корректную работу

Всего 99₽ в месяц для 3-х устройств

Продлевается автоматически каждый месяц, но вы всегда сможете отписаться

Как нейросети помогают выращивать овощи и кто такой электронный агроном

Фото: Shutterstock
Фото: Shutterstock
Что такое «умные» вертикальные фермы, как они работают и для чего необходимы? На эти и другие вопросы отвечает ведущий YouTube-канала «Индустрия 4.0» Николай Дубинин

Фермы XXI века

Вертикальные фермы — это «умные» теплицы, которые позволяют выращивать зелень, ягоды и овощи круглый год. На интеллектуальных грядках установлена специальная программа, которая отвечает за полив и освещение. Компьютерное зрение видит, как растут овощи или ягоды, нейросети понимают, соответствует ли это норме, а для дополнительного контроля над растениями могут даже летать дроны.

Александр Чулок — о будущем агропромышленного комплекса Фото:Из личного архива

Вертикальные фермы сейчас можно устанавливать где угодно: в подземелье, магазине, жилом доме и даже пустыне. С каждым годом земля дорожает, ее становится меньше, а людей — больше. По прогнозам ООН на 2050 год, 68% населения будет жить в крупных городах. Очевидно, что всем надо будет что-то есть. Есть два варианта. Первый — выращивать пищу подальше от городов, а после — обрабатывать ее химией, чтобы по пути продукты не сгнили. Второй — устанавливать вертикальные фермы в городе — они занимают гораздо меньше места, чем традиционные.

Как работает технология

Главный механизм, без которого вертикальная ферма не может функционировать, — растворный узел. Это своеобразный электронный агроном. Он заранее знает, как правильно замешивать питательные вещества, чтобы растения потребляли подходящие растворы: овощам нужны одни удобрения, а ягодам — другие. Работает механизм следующим образом: растворный узел берет необходимые растениям калий и магний в нужном количестве, смешивает с водой, а затем по форсунке подает на нужный стеллаж.

Все в сад: где и зачем могут пригодиться вертикальные фермы Фото:Julian Hochgesang / Unsplash, Mohan Reddy Atalu / Pexels

Раствор и искусственный интеллект

На каждой полке — свои параметры раствора. Работники фермы также задают разные температурные значения и световой коридор. Дальше работа продолжается с помощью искусственного интеллекта. Компьютерное зрение наблюдает за ростом продукта на разных климатических параметрах. Задача искусственного интеллекта — выяснить, как быстро увеличивается площадь листа и предложить различные сценарии оптимизации: увеличить световой день, увеличить на полградуса температуру, немного подмешать раствор. В лабораториях таким образом создается первичная рецептура.

Дроны и ИТ-контроль

Главное отличие новой технологии от привычных нам ферм — отсутствие земли. Ее заменяют торфом, поскольку он более вспененный, рыхлый. Это позволяет лучше дышать корням.

Каждая семечка, которую нужно посадить, находится в специальном глиняном субстрате — это глина, смешанная с определенным количеством питательных веществ. Она защищает само семя и позволяет ему чувствовать себя комфортно при посадке.

Для того чтобы понять, правильно ли растет продукт, используют дроны. В них установлено компьютерное зрение, определяющее, соответствуют ли внешний вид растения и его рост заданным параметрам конкретно в этот день. ИТ-контроль позволяет избежать ошибок или выявить их. Если продукт вырастет неправильно, можно узнать, в какой момент упала температура или изменилась влажность.

Каким будет цифровое будущее сельского хозяйства в России Фото:Bloomberg

Что выращивают

На вертикальных фермах выращивают салаты, пряные травы, овощи. Но есть также и растения, которые выращивать в промышленных масштабах пока не удается. Это связано в первую очередь с адаптацией технологий. В ближайших планах фермеров — настроить промышленное производство клубники. Выращивать эти ягоды в таких больших масштабах на вертикальных фермах пока не удавалось, потому что ее должны опылять шмели. Сейчас, например, на московскую ферму iFarm завезли специальных голландских шмелей, которые вылетают из ульев по расписанию, чтобы опылить тестовую клубнику.

Нюансы экономики

Строить фермы и обслуживать их дорого. В первую очередь на это тратится много электричества — от 40% всех расходов на теплицы. Например, ферма компании Agritecture площадью около 2,8 тыс. кв. м в пригороде Нью-Йорка ежегодно расходует не менее $216 тыс. на освещение и электричество и еще $120 тыс. на вентиляцию и кондиционирование.

Будущее агропромышленного комплекса: тренды до 2120 года

Вертикальные фермы развиваются активнее всего там, где мало земли или она неплодородна. Например, в США, Японии или Сингапуре. В России эта технология пригодилась бы в Якутии или Магадане.

Вертикальные фермы дают экономию в человеческих ресурсах. Технология работает таким образом, что человек может понадобиться только в крайнем случае. Например, если машина добавила много железа в раствор какого-либо растения. Внутри каждого бака есть датчик, который фиксирует поступление и концентрацию питательных веществ и тех веществ, которые возвращаются в конце цикла. Если появится отличие от нормы, поступит сигнал и специально обученный человек придет разбираться с проблемой.

Следующий материал: