Сільськогосподарський хайтек: як Україна стане аграрною наддержавою

Нагодувати світ

Але є нюанс: чим швидше ми запровадимо вільний ринок землі, тим швидше настане захоплююче майбутнє, яке описане у цій статті. Адже приватна власність на землю спричинить приток інвестицій у галузь і збільшить конкуренцію.

На жаль, в Україні досі розглядають сільське господарство як щось архаїчне, неефективне, нецікаве, і при цьому кошмарно важке. Такий собі гібрид образів села в творчості українських літераторів позаминулого століття («агей, воли, чого ж ви стали?») та «дитячих травм» від радянської колгоспної практики. І через це не всі усвідомлюють ту глобальну роль, яку наша агрогалузь виконує вже зараз.

Для початку давайте подивимося, яке місце займає Україна у світовому постачанні зерна. За статистикою, наша країна в поточному маркетинговому році (він триває з липня по червень) експортувала 27,5 млн тонн зерна (при виробництві понад 60 млн тонн). Галузевий прогноз на березень-червень 2016 року – ще понад 10 мільйонів тонн. Відповідно, загальний експорт складе близько 36 млн тонн, або на 1 млн тонн більше, ніж у попередньому 2014-15 маркетинговому році.

За цим показником Україна займає третє місце у світі після США і ЄС. Точніше, друге: бо до ЄС, як відомо, входять 28 країн. Більше того, для нас цілком реально випередити весь Євросоюз за обсягами експорту зернових вже в найближчі кілька років: адже рівень агротехнологій, які застосовуються в Україні, суттєво поступається західному, хоч і постійно прогресує. І за оптимістичного сценарію можна прогнозувати в найближчі 5 років вихід на рівень врожаїв зернових у 80+ мільйонів тонн і експорт 50+ мільйонів тонн.

А чи потрібне світу це додаткове українське зерно?

За підрахунками ООН, станом на березень 2016 року на планеті проживало 7 мільярдів 400 мільйонів людей. Приріст за останні 5 років – приблизно 400 мільйонів. Для розуміння – це все одно, що поява на карті ще одних США (третє місце за чисельністю населення, 320 мільйонів людей) та Німеччини (17-те місце, 80 мільйонів людей).

За прогнозами, в наступні п’ять років населення зросте ще на 300 мільйонів – вважайте, додадуться ще одні США. А до 2040 року нас на планеті буде понад 9 мільярдів – тобто, до нинішнього демографічного рівня додасться еквівалент ще одного Китаю, найбільш населеної країни світу, і ще одних США.

Усім цим людям потрібно буде їсти. І можливостей для скорочення споживання тут небагато. Справді, можна замінити «нафтовий» транспорт електричним, лампи розжарення – світлодіодними, і купувати новий смартфон не щороку, а раз на два роки. Але не можна суттєво скоротити калорійність харчування – бо це означатиме, що мільярди людей будуть існувати впроголодь.

Таким чином, не доводиться сумніватися, що роль України як глобального постачальника продовольства тільки посилюватиметься. Але чи цікаво нам виконувати цю роль? Чи означає це, що нас заганяють у своєрідне аграрне рабство: мовляв, ваша справа тягати плуга, поки цивілізований світ запускатиме ракети на Марс, розроблятиме комп’ютерний інтелект і випускатиме нові моделі айфонів?

Можливо, для когось це звучить парадоксально, але в найближчі 5 років саме сільське господарство може стати чільним споживачем світового хайтеку – у найрізноманітніших його проявах. І Україна, де аграрна галузь є однією з найбільш потужних, найбільш прибуткових і найбільш інвестиційно привабливих, буквально приречена створювати, освоювати та використовувати весь цей найсучасніший хайтек.

Дрони над полями

Протягом останніх кількох років у ЗМІ було чимало повідомлень про нову революційну ініціативу в сфері електронної комерції – доставляти куплені через інтернет товари не поштою чи кур’єрами, а за допомогою роботизованих літальних апаратів – дронів.

З цим напрямком активно експериментують такі гіганти, як Google та Amazon, і цілком можливо, що вже в нинішньому році ми побачимо перше комерційне застосування дронів-кур’єрів. Та й самі ці літальні апарати давно вже не є екзотикою – в Україні їх освоїли навіть фірми, які знімають весільні церемонії.

Демонстраційний ролик "кур'єрського дрона" від Amazon

Однак мало хто чув, що насправді всі ці сфери застосування – мізер, порівняно з найбільш перспективним напрямком «роботизованої авіації». За оцінкою дослідників університету Небраска-Лінкольна, в найближчому майбутньому 70% комерційного використання дронів припадатиме на... сільське господарство. І забезпечить результати, які без жодного перебільшення можна назвати революційними.

Перший етап цієї революції вже почався. Йдеться про так зване «точне землеробство» - агротехнології нового покоління, які дають змогу замість класичної «роботи по площах», коли внесення добрив чи іншої агрохімії відбувається від одного краю «ланів широкополих» до іншого, знати з точністю до квадратних метрів посівних площ, який стан рослин у цьому конкретному місці в цей конкретний час. І застосовувати відповідну обробку – підживлювати, труїти шкідників, поливати тощо.

Дрони стають чільним компонентом цієї технології. Сучасні системи картографії та геолокації дають змогу облітати поля дронами буквально в щоденному режимі. Коштує це на порядки менше, ніж якщо застосовувати для цих потреб традиційну сільськогосподарську авіацію.

При цьому дрон значно ефективніший – він може летіти на висоті кілька метрів від посівів, що не під силу пілотованим засобам. А при потребі й у повній темряві.

В найпростішому варіанті сільськогосподарські дрони роблять те ж саме, що і «розважальні» - фотографують та знімають на відео стан полів, засіяних агрокультурами. Наразі середньостатистичний дрон вартістю близько тисячі доларів здатний перебувати в повітрі приблизно півгодини.

Більш просунуті моделі здатні робити це годинами, літаючи на швидкості кількадесят кілометрів за годину. Але це не межа –на початку квітня китайська компанія MMC анонсує новий дрон з тригодинним політним ресурсом і радіусом польоту до 100 км.

Другий, значно потужніший етап – це фотографування полів не в звичайному, а в інфрачервоному режимі. Він показує «теплову картину» рослин – ступінь нагріву та відбивання теплового випромінювання.

Справа в тому, що таке зображення дає змогу оцінювати стан рослин, ще до того як на них з’являться візуальні зміни, які зафіксує «традиційна» фото- чи відеокамера. Які зміни? Наприклад, брак вологи в стеблах і листі. Враження шкідниками чи хворобами. Дефіцит потрібних мікроелементів. І агроном може почати вирішувати цю проблему ще до того, як вона позначиться на зовнішньому вигляді рослини.

Термальні камери для таких завдань уже пропонуються. Як приклад можна навести камеру Vue Pro від компанії FLIR, провідного світового виробника тепловізорів. Її ціна – 2000 доларів, а габарити дозволяють встановлювати її на популярних моделях «розважальних» дронів – таких, як PHANTOM 4 від DJI (базова ціна 1400 доларів, тривалість польоту півгодини, дистанція – 28 км).

Дрон з термальною камерою FLIR

Але дешевизна і доступність техніки – це ще не найголовніше. Ефективність її використання залежатиме від супровідного програмного забезпечення.

Картографічного – з оцифрованими картами сільськогосподарських угідь, на які можна буде «послати дрона», просто натиснувши точку на екрані комп’ютерного планшета.

Маршрутного – яке забезпечуватиме найбільш ефективний план польотів дронів. Й аналітичного – саме воно буде «досліджувати» отримане дроном зображення й інтерпретувати його, враховуючи при цьому десятки і сотні параметрів: саме зображення, час, температура і тиск, вологість, порівняння рослини «в полі» з такою ж рослиною в ідеальних умовах і т.д. і т.п.

Всі ці програми потрібно буде писати в Україні. Де є весь необхідний потенціал – зрештою, саме наша країна займає перше місце в Європі за ІТ-аутсорсингом.

А ще – пілотувати дрони, обслуговувати їх, модернізувати. Це означає появу в нашій країні десятків тисяч нових робочих місць у сфері– так-так – високих технологій. Електроніка, батарейні технології, і в першу чергу – програмування. І все – завдяки «архаїчному» сільському господарству.

І ті старт-апи які починали працювати з дронами на війну можуть переключитися на сільське господарство.

«Літаючі трактори»

Але і це ще не все. Зрозуміти, в чому проблема посівів – важливо, але зрештою для усунення цієї проблеми на поле має заїхати «традиційний» трактор. Поки що. А ось років через п’ять цю ж роботу почнуть виконувати дрони. І це не фантазування.

Справді, якщо дрон-кур’єр може «донести» покупцю кілограмовий пакет на відстань у кількадесят кілометрів, то нема жодних технологічних перешкод у тому, щоб завантажити такий же дрон баком з отрутохімікатами чи засобами підживлення рослин.

Зрозуміло, що для подібних задач повинні бути створені інші дрони – зі збільшеною вантажопідйомністю. І вони вже з’являються. Так, робот-вертоліт Yamaha Rmax використовується для обробки виноградників у США. Машина має бак на 10 літрів і здатна літати з повним завантаженням близько години.

Після завершення випробувань Yamaha планує надавати послуги з оприскування виноградників по $250 за гектар – або на 40% дешевше, ніж традиційна обробка.

Потенційна перевага «літаючих тракторів» над традиційною сільськогосподарською технікою колосальна. По-перше, дрон не шкодить посівам і не «затоптує» грунт. По-друге, він здатний «бачити» і «аналізувати» - це збільшує точність обробки, скорочує витрату дуже недешевих хімічних засобів, зменшує потенційну шкоду від них.

І радикально підвищує ефективність – на відміну від трактора, дрон можна «заганяти» на поле хоч щодня, і обробить він саме ту ділянку, яку потрібно обробити, і саме в потрібний час. Плюс – більша швидкість. За оцінками фахівців, дрони дають змогу вчетверо скоротити час, потрібний на виконання того ж обсягу робіт.

Робот-вертоліт Yamaha обробляє виноградники

Ще один фактор зниження ціни – це використання електричної енергії замість традиційного пального. Так, за даними мінагрополітики України, технологічна потреба сільгосптоваровиробників у пальному на період весняно-польових робіт у 2016 році складає 400 тис. тонн дизпалива та близько 100 тис. тонн бензину.

Півмільйона тонн пального лише на посівну! У грошовому вимірі це 6,7 мільярдів гривень на дизпальне і два мільярди – на бензин. Натомість перехід на електроенергію автоматично скорочує «паливні» затрати приблизно в 10 разів.

Дійсно, на відміну від дронів-спостерігачів, які вже зараз широко застосовуються, дрони-оприскувачі – це питання хоч і близького, але майбутнього. На ринку мають з’явитися «важкі» дрони – здатні перевозити «на борту» 30-50-100 кг на десятки кілометрів.

Перші зразки такої техніки вже презентують на ІТ-виставках, і з покращенням батарейних технологій подібних моделей буде все більше. Ємність батарей зростає і буде зростати, ціна падає і буде падати, процесори і сенсори стають все потужнішими, а коштують все дешевше.

Далі більше

Зауважимо, що «сільськогосподарський хайтек» аж ніяк не зводиться до одних тільки дронів.

Мегаперспективний напрямок – це сенсори. Завдяки «мирним здобуткам від війни смартфонів» вони подешевшали настільки, що невдовзі ними можна буде в буквальному смислі слова «засівати поля». І отримувати в режимі реального часу дані про такі показники, як температура, вологість, атмосферний тиск, хімічний стан грунтів і т.д. і т.п.

Паралельно з цим зростає доступність систем аналізу великих масивів даних (big data) і заснованих на цьому алгоритмів т.зв. «глибокого навчання». І якщо зараз вони можуть розпізнавати котиків на відеороликах Youtube, то з аналізом фото- і відеозаписів полів вони впораються і поготів.

Ще один напрямок – це перехід сільгосптехніки на електротягу. При всій перспективності повітряних дронів зорати поле вони навряд чи зможуть. Натомість заміна в тракторі чи комбайні двигуна внутрішнього згоряння на електромотор і батареї забезпечить йому колосальні переваги.

Як відомо, в електромотора максимальний крутний момент досягаєтья з нуля обертів – саме те, що потрібно трактору, аби «тягнути плуга». Важкі батареї – не завада, трактор і має бути важким. І експлуатується він в такому діапазоні швидкостей, який є найбільш ефективним для електромобіля.

Типовий електричний трактор: просто, дешево і дуже високотехнологічно

Так, батареї зараз дорогі – але вони будуть дешевшати, а їхня ємність – зростати. Саме зараз споруджуються кілька фабрик (найвідоміша і найпотужніша – це Гігафабрика від Тесла Моторс), які через 3-5 років «завалять» ринок дешевими батарейними блоками для транспортних засобів.

Або візьмімо системи автономного управління автомобілем, на розробку яких усі провідні автовиробники зараз витрачають сотні мільйонів доларів.

Якщо «самокерований» автомобіль здатний проїхати тисячі кілометрів без водія, то «самокерованому» трактору значно простіше виорати кількасот гектарів поля - за картографічним описом, складеним на основі зібраної дроном інформації. Хоча б тому, що на полі його ніхто не обганятиме і не підрізатиме, і ризик ДТП там мінімальний.

Перелік потенційних напрямків «аграрного хайтеку» можна продовжувати ще довго. «Точна» агрохімія – засоби, які спеціально скомпоновані для умов конкретного поля і конкретного сорту рослин на них.

Переробка відходів рослинництва на біопальне нового покоління. Використання цього пального (наприклад, метанолу) в т.зв. паливних елементах, які одночасно генерують електричну і теплову енергію. Все це не просто хайтек – це хайтек з хайтеків.

І Україну всі ці речі не оминуть – бо з нашим аграрним потенціалом застосування таких технологій гарантує максимальні прибутки. Так що слухаймо уважно пана Пайєтта – він поганого не порадить.

майбутнє технології агропром