Впахивают роботы Тест-драйв комбайна, управляемого нейросетью

Через огромное стекло кабины комбайна ACROS 595 Plus видно, как в бешено вращающейся жатке исчезают тысячи колосьев пшеницы. Позади машины остаются узкие и прямые полосы сена, из-за которых убранное поле похоже на разлинованную школьную тетрадь. Рулевая колонка откинута к самому стеклу — за руль никто не держится. Педали на полу также выглядят необязательными органами управления из прошлого.

На земле какое-то движение — напуганный заяц бежит через скошенное поле и исчезает в пшенице прямо перед жаткой. Я на секунду зажмуриваюсь, представляя худшее, однако чувствую, что комбайн сбавил ход, пропуская животное, как водитель пешехода. Но если до руля не дотянуться и на педали никто не жмет, то кто же принял решение остановиться?

Комбайном управляет нейросеть Cognitive agro pilot, разработанная компанией Cognitive Pilot. Слева от меня находится дисплей. На его экране изображение поля с камеры, расположенной снаружи.Разным цветом на картинке выделены убранные и неубранные участки, отмечена траектория, по которой компьютер будет вести машину. Во всех современных комбайнах управляющие команды передаются по проводам (Drive by wire *). Блок управления под кабиной отдает приказы на исполнительные механизмы рулевого управления, тормозов и «газа». Несмотря на это, я в кабине не один — ​все это время на соседнем кресле сидит комбайнер Сергей. Но что он тут делает?

* Drive by wire («вождение по проводам») — ​система управления транспортным средством, в которой органы управления не имеют механической связи с колесами. Управляющие сигналы водителя обрабатываются компьютером.

Юрий Минкин, руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств компании Cognitive Pilot:

Автопилот Cognitive agro pilot принимает визуальную информацию с камеры. Картинка передается в вычислительный блок. В нем нейросеть сегментирует изображение, разделяет дорожную сцену на классы. Система „видит и понимает“, где убранные и неубранные участки, определяет типы культур, различает другую технику, препятствия и людей. Cognitive agro pilot использует одну камеру и вычислительный блок, которые подходят практически для всех марок комбайнов, убирающих разные культуры. Это главное преимущество системы перед аналогичными системами параллельного вождения, основанными на GPS. Даже если на поле растет незнакомая культура, мы можем очень быстро адаптировать нейросеть к ней без изменений элементной базы. Кроме того, фермеру не нужно платить за подписку на высокоточную систему позиционирования

Место человека

Пока нейросеть ведет комбайн, аккуратными линиями скашивая хлеб, механизатор держится за джойстик, управляющий жаткой, и следит за показателями обмолоточного завода, расположенного у нас за спиной. Сергею 50 лет, он родился в колхозе и с пяти лет пас лошадей. В восемь он уже помогал отцу, работавшему на комбайне «Сталинец». Специального образования у Сергея нет, но опыт позволяет работать даже с современной техникой. По его словам, принцип действия комбайна практически не изменился за последние полвека. Сидя на копне соломы в перерыве, комбайнер вылавливает пальцами остатки колоска и нащупывает в нем два потерянных зернышка. «Эх, вот зачем мне сказали барабан до 2 мм зажать, — ​расстраивается он, — ​здесь нужно на 4–6 мм выставить, чтоб зерно легче опадало».

Скрыть текст

Органы управления комбайна

1. Пульт управления обмолоточным комбинатом. С его помощью комбайнер управляет отделением зерна от соломы и шелухи.

2. Джойстик для управления жаткой. Регулирует высоту покоса и режим работы мотовила.

3. Дисплей системы Cognitive agro pilot. Необходим для контроля за работой нейропроцессора.

4. Магнитола радует комбайнера любимой музыкой.

5. Руль и педали, как на авто, задают направление и скорость.

Перед сменой комбайнер настраивает десятки параметров работы мотовила, режущего аппарата, молотильного барабана, соломотряса и других агрегатов. Если ошибиться, комбайн не будет эффективно отделять зерно от соломы и шелухи, и тогда фермер потеряет десятки процентов урожая. Часто настройки приходится подбирать интуитивно, исходя из опыта, поэтому талантливые механизаторы пользуются большим авторитетом.

Даже когда обмолоточный комбинат настроен, оператор по-прежнему незаменим в кабине. Он постоянно регулирует высоту косилки, чтобы собрать как можно больше сена и при этом не «закопаться» в землю. Сергей жалуется, что подмосковные поля постоянно разбивают дачники, которые катаются по пашне на квадроциклах, оставляя за собой глубокие колеи и ямы. Комбайн действительно качает, а оператор активно маневрирует джойстиком.

Юрий Минкин, руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств компании Cognitive Pilot:

Система позволяет двигаться вдоль кромки покоса с точностью до 10 см. Когда комбайнер бодр и свеж, он может работать не хуже, но всего через четыре часа работы человек начинает промахиваться на 1–2 метра. Наша система позволяет разгрузить механизатора. Вместо того чтобы следить за кромкой, комбайнер может сосредоточиться на качестве уборки и обмолота. Автопилот также нивелирует разницу в квалификации механизаторов. Из-за неэффективности работы комбайнера приходится увеличивать количество дополнительных проходов до 18 %, на это нужно потратить время и топливо. Кроме того, когда культура созрела, в день осыпается 5 % урожая. Автопилот помогает быстрее убрать зерно. В среднем Cognitive agro pilot сокращает потери урожая на 13 % и снижает расход топлива на 5 %. Установка окупается меньше чем за сезон

Для кого играет радио

Интерьер комбайна выглядит смесью кабины пассажирского самолета и обжитого грузовика дальнобойщика. Руль напоминает штурвал, рукоять управления жаткой будто снята с истребителя. О загруженности бункера зерном и других параметрах обмолоточного завода информирует голосовой помощник. Из старой магнитолы при этом звучит «Радио Дача», на лобовое стекло приклеена тканая шторка с кисточками.

Сергей достает из сумки кузовок с домашним салом, огурцами и термос с кофе. «Пока рулит автопилот, можно и перекусить», — смеется комбайнер. Вскоре мы останавливаемся, и машина начинает женским голосом просить о помощи: забился приемный битер — так называется вал системы обмолота. Сергей заботливо извлекает солому из агрегата. «Сегодня только-только начали убирать после дождя, — объясняет он возникшую проблему. — Такие ситуации как раз и случаются на влажной или полегшей культуре».

Скрыть текст

Как устроен комбайн

1. Специальный лифт поднимает зерно в бункер.

2. Молотильный барабан вращается со скоростью более 1000 об/мин и отделяет тяжелые зерна от соломы.

3. Жатка срезает колосья и направляет их в молотильное устройство.

4. Солома попадает на соломотряс, который выбивает из нее остатки зерен.

5. Зерно падает на скатную доску, где его обдувает вентилятор, вращающийся со скоростью 800 об/мин.

6. Легкая шелуха выдувается наружу через разбрасыватель.

7. Солома либо подается в копнователь, прессующий ее в стога, либо выбрасывается наружу.

 Приближается граница поля и система просит взять управление на себя. Комбайн уходит на следующий круг. «Когда я в армии служил, — рассказывает Сергей, — нас в Ростовской области на жатву забирали. Там я ут­ром на одном краю поля заезжал, вечером на другом съезжал, и все это время прямо ехал. Думаю, на таких огромных угодьях мужикам автопилот еще больше поможет».

Наличие автопилота Сергея не смущает — ​он воспринимает машину не как конкурента за рабочее место, а как младшего помощника, с которым они работают в поле рука об руку.

Юрий Минкин, руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств компании Cognitive Pilot:

В ближайшее время мы запустим новое поколение системы, в которой будет вспомогательный модуль GPS-навигации: техника сможет сама находить границы поля и двигаться без визуальных ориентиров, например при посеве. Полностью беспилотную технику невозможно сделать мгновенно, но мы движемся к тому, что в ближайшем будущем комбайнеры в кабине будут не нужны. Это принесет фермерам большую экономию на эффективности и скорости сельскохозяйственных работ, а также устранит зависимость от квалифицированных кадров. Думаю, скоро мы увидим совсем безлюдные поля

Читайте также, для каких еще целей используют роботов в сельском хозяйстве: