Пахать с умом

В 1958 году, через год после запуска первого искусственного спутника Земли, в журнале “Юность” была опубликована фантастическая повесть Николая Носова “Незнайка в Солнечном городе”, где в одном из эпизодов герои, проезжая мимо поля, видят беспилотный комбайн. “На центральной станции машинист наблюдает одновременно, как идет работа на каждом из шестнадцати комбайнов на разных полях вокруг Солнечного города”, — написал Н.Носов. За шесть десятилетий реальные возможности технического прогресса обогнали писательскую фантазию: современная наука уже обладает такими знаниями, которые позволяют сельскохозяйственной беспилотной технике значительную часть решений принимать на месте самостоятельно, без участия человека. И если сегодня мы все еще видим в кабине зерноуборочного комбайна водителя, то его перемещение в какой-нибудь центр оперативного управления, оснащенный суперкомпьютерами, — дело недалекого будущего. Новый подход к агропрому, при котором физический труд человека будет заменен на умственный, техника будет оснащена интеллектуальными системами, способными обучаться и принимать эффективные решения, а сельхозпроизводство станет благодаря этому рентабельным, не вызывает сомнений в своевременности. “Умное поле”, “Умное хранение”, “Умная ферма”, “Умный сад” и “Умная теплица” — это все составные части программы “Цифровое сельское хозяйство”, готовящейся для реализации приоритетных направлений Стратегии научно-технологического развития России до 2035 года. О том, как будет осуществляться проект, рассказала председатель Совета по приоритету научно-технологического развития “Переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработка и внедрение систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранение и эффективная переработка сельскохозяйственной продукции, создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания”, вице-президент РАН академик Ирина ДОННИК. 

— Проблем действительно немало. Мы не обеспечиваем себя в полной мере продовольствием. У нас, несмотря на санкции, все еще сохраняется зависимость от импорта: мы закупаем довольно много мясомолочной продукции, комбикормов, сортовых сельскохозяйственных растений. Например, у нас на посев идет зарубежный сортовой картофель, который каждые несколько лет вырождается и требует обновления. И если мы не будем заниматься селекцией растений, то за это нам придется платить другим странам. Продолжаются сокращение и старение населения в сельской местности, вымывание молодежи в города. Пахать уже некому. Мало найти хорошего тракториста — его надо как-то удержать, а современной сельхозтехники не хватает. У нас низкая степень автоматизации и роботизации на селе, высокая зависимость урожаев от климатических условий. Очень серьезная проблема — хранение и переработка сельхозпродукции: до 40% мы теряем на этой стадии. В результате — низкая рентабельность сельхозпроизводства. Все эти проблемы нужно решать комплексно, разрабатывая и внедряя современные технологии, основанные на научных достижениях. И здесь у государства сразу два пути. Первый — в большей степени тактический, позволяющий сегодня и сейчас решать задачи первостепенной важности. Второй — стратегический.

— В августе прошлого года правительство утвердило Федеральную научно-техническую программу развития сельского хозяйства на 2017-2025 годы. В ее рамках предусмотрена реализация нескольких подпрограмм. Одной из первых принята подпрограмма по развитию селекции и семеноводства картофеля. В процессе подготовки находятся проекты по селекции и семеноводству сахарной свеклы и созданию мясных кроссов птицы, а также в перспективе масличных культур, кукурузы, винограда, овощей, по созданию отечественных конкурентоспособных кроссов аквакультуры (семги и форели), по разработке и производству отечественной сельхозтехники, использованию радиационных технологий, кормовых добавок, диагностике и мониторингу особо опасных инфекций у животных. Это конкретные цели и задачи сегодняшнего дня, которые, однако, не решаются одномоментно. Для выведения нового сорта картофеля нужны не один или два года, а несколько лет. 

Есть более отдаленные цели. Они намечены в Стратегии научно-технологического развития России до 2035 года в виде перспективных направлений развития. Советы по приоритетам научно-технологического развития были созданы для реализации этой Стратегии через создание Комплексных научно-технологических программ по приоритетным направлениям развития науки. Самый первый проект программы агропромышленного сектора, который наш Совет будет предлагать на рассмотрение, — “Цифровое сельское хозяйство” как часть цифровой экономики.

— Лишь отчасти. Элементы цифровых технологий уже есть на сельхозпредприятиях: это и датчики, позволяющие отслеживать состояние здоровья, продуктивность и кормление сельскохозяйственных животных, и программное обеспечение, рассчитывающее пищевой рацион животных. В перспективе полностью автоматизированные системы позволят оператору дистанционно управлять сразу всем стадом, к примеру, в 400 голов. Это и будет “Умная ферма”. 

А теперь представьте висящий над полем беспилотник, который производит аэрофотосъемку сельхозугодий для оценки контуров и состояния почв и посевов, окружающей среды: определяет, где не хватает влаги, где — минеральных веществ. Неоднородные по рельефу, почвенному покрову и агрохимическому содержанию поля требуют такой же неоднородной обработки, поэтому так важен мониторинг. Накопленную информацию летательный аппарат направляет в аналитический центр, где интеллектуальная система принимает решение, в какую конкретно область поля отправится сельскохозяйственная техника: на доставку удобрений, гербицидов, инсектицидов или увлажнение почвы. Летательные аппараты, дроны, могут точечно распрыскивать гербициды, не затрагивая здоровые растения и не нанося вред окружающей среде. Ресурсы расходуются экономно, чем обеспечивается их рациональное использование. 

Беспилотниками станут не только летательные аппараты, но и комбайны, сеялки, машины, осуществляющие вспашку и обработку почв удобрениями. В Уральском государственном аграрном университете, где я работала до избрания вице-президентом РАН ректором, тема беспилотников для сельского хозяйства была одной их самых приоритетных, мы совместно с учеными из Уральского федерального университета довели до стадии испытаний беспилотный трактор, удивили сельчан. А недавно из Екатеринбурга пришла хорошая новость: предприятие НПО автоматики им. академика Н.А.Семихатова “Роскосмоса” провело успешное испытание беспилотного комбайна, оснащенного системой технического зрения и высокоточной навигации ГЛОНАСС. 

— Получается, так. Работник сельского хозяйства изменится, ему потребуется высокий уровень образования. А с подготовкой таких специалистов у нас серьезные проблемы, и они проявляются уже в школе. Дети из отдаленных сел не получают достаточного образования: малокомплектные школы закрываются, ребята каждый день тратят по нескольку часов, чтобы добраться до своего класса, учеба страдает. 

Что же касается следующего этапа — высшей школы, то здесь самая большая проблема в том, что подготовка ИT-специалистов в аграрных вузах не проводится, потому что эти специальности считаются непрофильными для сельского хозяйства. А где мы возьмем кадры, если из столичных и федеральных университетов айтишники не едут работать в село? Кадровое обеспечение цифрового агропромышленного производства — серьезная задача, которая потребует особого внимания. 

— На создание новых инструментов управления агропромышленным комплексом, позволяющих анализировать продовольственные рынки и влияние аграрной политики на развитие сельского хозяйства, оптимизировать размещение хозяйств с учетом долговременных климатических изменений, планировать использование земель на уровне поля, отдельной организации, муниципалитета, субъекта РФ, страны с помощью цифровых, дистанционных, геоинформационных технологий и компьютерного моделирования. На развитие подпроектов “Умное поле”, “Умное хранение”, “Умная ферма”, “Умный сад” и “Умная теплица” как частей концепции развития сельского хозяйства, каждая из которых имеет свои цели, задачи, целевые индикаторы. 

Проект Концепции научно-технологического развития цифрового сельского хозяйства мы готовили в тесном сотрудничестве с Минсельхозом. По оценке министерства, применение новых технологий в аграрно-промышленном комплексе повысит рентабельность сельского хозяйства за счет точечной оптимизации затрат и более эффективного распределения средств на 23%, увеличит производительность сельхозработ. 

— В конце ноября мы проведем очередное заседание нашего Совета, на котором еще раз обсудим программу “Цифровое сельское хозяйство” с учетом предложений, высказанных на Общем собрании РАН и научной сессии. Минобрнауки еще не определило порядок формирования Комплексных научно-технических программ (КНТП), поэтому мы пока не можем окончательно сформировать такую программу и начать отбор научных проектов, но активно изучаем возможности институтов и исследовательских групп. В конечном итоге каждый из элементов общего паззла КНТП — отдельные разработки и технологии — должен будет встроиться в общую цепь действий от науки в экономику. Например, кто-то предложит проект по созданию сенсорных датчиков, кто-то — технологию по использованию этих датчиков для возделывания агрокультур, а в итоге будет разработана технология возделывания культур с использованием современных средств автоматизации как один из элементов цифрового агропромышленного производства. После готовности КНТП она будет направлена на экспертизу в Координационный совет по приоритетным направлениям научно-технологического развития Совета при Президенте РФ по науке и образованию, возглавляемый президентом РАН Александром Сергеевым, а далее — на обсуждение президиумом Совета при Президенте РФ по науке и образованию. В конечном итоге документ будет рассматриваться Правительством РФ, и в случае его принятия начнется реализация программы.