Учёные Пензенского государственного университета создали «умную» теплицу, в которой искусственный интеллект будет следить за состоянием растений. Авторство разработки принадлежит студенту четвертого курса Политехнического института ПГУ Сергею Маркелову, он работал над изобретением под руководством ведущего инженера кафедры «Электроэнергетика и электротехника» Анатолия Мельникова и заведующего кафедрой, кандидата технических наук, доцента Василия Ашанина.
«Идея создания теплицы появилась до моего поступления в институт, но не было людей готовых взяться за проект, – рассказал нам Сергей Маркелов. – Изначально моим руководителем был Анатолий Мельников. Мы думали над способом быстрого реагирования на изменение растения и в итоге пришли к выводу, что возможно создание универсального датчика роста растения, который позволяет при заданных условиях (освещенности и температуре) определить, как себя чувствует растение».
Реализация проекта стала возможна благодаря грантовым средствам, которые учёные выиграли в программе «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Умную теплицу, как отметил Сергей, разработчики создавали с нуля. Ранее в подобных проектах использовались только механические датчики контроля, которые прикреплялись прямо на растение. Такой способ не даёт растению нормально расти и развиваться. Учёные Пензенского университета решили эту проблему, использовав для контроля видеокамеру, способную охватить сразу от 3 до 16 побегов. Этот способ является также и менее дорогостоящим, поскольку механические датчики требуют регулярной замены и обслуживания.
Показания с камер будет контролировать специально обученная нейронная сеть. При помощи компьютерного зрения датчик роста измеряет геометрические размеры растения, такие как площадь листового покрова, диаметр черешка и стебля, прирост плода и стебля. Все фотографии, которые снимает камера, поступают на компьютер, где обрабатываются по созданному алгоритму. После первичного осмотра данные отправляются в другую нейросеть, которая уже детально сканирует растение, измеряя его объём, рост, примерный объём и количество листьев.
Тепличная конструкция под одно растение занимает немного места. Центральная площадка, на которой размещено растение, способна поворачиваться на 360 градусов. Такое решение позволяет контролировать объект со всех сторон. Кроме того, теплицу снабдили датчиками давления, влажности, температуры, а также системой вентиляции и RGB-светильником.
«Благодаря этой разработке фермеры и агрономы смогут определить сбои или изменения в процессах роста задолго до того, как это можно будет увидеть визуальным способом», – добавил Василий Ашанин.
В дальнейшем учёные планируют улучшить нейросеть для более точного определения, а также создать сервер и сайт для возможности удалённого контроля. Кроме того, планируется завершить проект по программе гранта и подать заявку на патент.
Фото: ПГУ
ГОР