Новосибирские исследователи из Курчатовского геномного центра Института цитологии и генетики СО РАН были удостоены диплома 1 степени за разработку метода количественной оценки всходов с использованием БПЛА. Коллектив центра реализовал несколько проектов, нацеленных на создание новых, в том числе цифровых, решений для аграрного сектора.
Одной из ключевых задач в области цифровизации АПК является подсчет количества всходов после посева таких растений, как свекла, картофель, подсолнечник и другие пропашные культуры. Эти сведения помогают оценить качество всходов и разработать агротехнические мероприятия, направленные на повышение урожайности.
В сотрудничестве с партнерами из ООО "ГеосАэро" (г. Пенза) ученые ИЦиГ СО РАН разработали метод использования БПЛА для количественной оценки всходов. Эта программа основана на алгоритме глубокого обучения с применением нейронных сетей для полевого фенотипирования сельскохозяйственных растений через анализ изображений. На первом этапе было необходимо собрать обширную выборку изображений и провести их разметку для обучения нейронных сетей распознавать эти данные.
“Саму разработку алгоритма работы и программирование нейронной сети взяли на себя сотрудники нашего института. Мы имеем опыт решения таких задач — создаем алгоритмы обучения нейронных сетей для решения самых разных целей, связанных с анализом изображений. Например, мы разработали мобильные приложения для анализа формы и размеров зерен пшеницы и для автоматического распознавания грибных заболеваний пшеницы на основе полевых изображений побегов”, – рассказал ведущий научный сотрудник Курчатовского геномного центра ИЦиГ СО РАН Дмитрий Афонников.
Сотрудничество со специалистами компании-партнера дало возможность оптимизировать алгоритм, улучшив скорость и точность обработки данных. В результате этой совместной деятельности был разработан программный пакет SeedlingsNet, который был внесен в реестр отечественного программного обеспечения и успешно внедрен в работу компании-партнера.
В результате, проект новосибирских ученых был удостоен диплома первой степени на Международной выставке сельскохозяйственной техники, материалов и оборудования для животноводства и растениеводства Агропром-Урал 2024, проходившей в Екатеринбурге.
По словам Дмитрия Афонникова, новая технология предоставляет возможность составлять рекомендации для хозяйств и фермеров, например, рассчитывать оптимальные дозы подкормки и полива для растений, что позволяет сократить затраты и увеличить урожайность сельскохозяйственных культур. В итоге, потенциальная выгода от применения данной разработки может оказаться значительной.
В настоящее время разработчики продолжают продвигаться в этом направлении, работая над созданием алгоритма для нейросети, способной подсчитывать количество созревших колосьев и оценивать урожай.
Следующей потенциальной задачей может быть определение количества колосьев на более ранних стадиях созревания, что позволит корректировать полевые работы (например, подкормку) и предоставлять ранние прогнозы урожая.
«В будущем такие разработки могут превратиться в модули единой цифровой платформы – «электронного помощника для руководителей хозяйств», который будет способен решать задачи оптимизации севооборота, прогнозирования урожайности и картирования почв. Наша совместная работа с «ГеосАэро» служит интересным примером для других потенциальных партнеров», заключил Дмитрий Афонников.