Ученые из Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН) совместно с компанией «Новбиотех» разработали беспилотный летательный аппарат (БпЛА) и модуль для лазерного облучения в автоматическом режиме сельхозугодий. Эксперименты по применению такой системы на многолетних травах, используемых в качестве корма для животных, показали значительное повышение продуктивности определенных культур.
«Мы успешно завершили проект по лазерному стимулированию сельскохозяйственных культур с целью повышения их продуктивности. Для этого был создан специальный комплекс, который состоит из разработанного нами летательного аппарата с лазерной установкой. Созданный в нашей лаборатории программно-аппаратный комплекс позволяет дрону задать все необходимые параметры для составления маршрута, настроить параметры облучения, чтобы он мог обрабатывать участок сельхозугодий автономно», — рассказывает руководитель лаборатории автономных робототехнических систем Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН (СПИИРАН — входит в СПб ФИЦ РАН) Антон Савельев.
Эксперименты проходили на участке площадью до 1 гектара (однако при необходимости дрон может обрабатывать поля различной площади и ландшафта). На поле были высажены многолетние травы отечественной селекции, которые используются для корма сельскохозяйственных животных. Дрон облучал культуры с высоты около 10 метров лазерным следом 0,5х0,5 метров: на один такой участок требовалось четыре секунды.
«На основе карты местности и наших алгоритмов формируется маршрут для выполнения задачи по облучению указанного участка. Кроме того, мы разработали формулу, которая связывает параметры лазера, время облучения и высоту полета БпЛА «, — поясняет Антон Савельев.
«Само по себе лазерное излучение напрямую не повышает продуктивность культур. Однако в ночное время фоторецепторы вегетирующих частей растений способны воспринимать свет красного спектра, они трансформируют его и передают сигнал внутрь клетки, запуская каскадный механизм синтеза хлорофилла. При этом активируется синтез глюкозы — основного источника энергии, что в итоге приводит к увеличению процессов синтеза веществ», — рассказывает доктор наук, учредитель компании «Новбиотех» Наталья Севостьянова.
«За счет этого мы добиваемся изменений в характеристиках культур: в их биомассе, а также в конечных содержащихся в них элементах. В основном это белки и углеводы. Причем количество белков может повышаться до 5-7%, а количество углеводов может возрасти на 100%. Увеличение биомассы — от 8 до 10%», — уточняет исследователь.
Разработкой комплекса для повышения продуктивности растений с помощью лазера ученые СПб ФИЦ РАН занимались совместно с индустриальным партнером — компанией «Новбиотех». В дальнейшем исследователи планируют применить свою технологию на других видах растений. В частности, уже были проведены эксперименты на картофеле, однако пока результаты этой работы проходят обработку.
Проект был создан и развивается при поддержке «Фонда Содействия Инновациям», он вошел в топ 100 проектов проектно-образовательного интенсива «Архипелаг 2121» и получил одобрение губернатора Новгородской области.
Пресс-служба СПб ФИЦ РАН
13.08.2021
Нет комментариев