Наука и инновации

Ученые ЛЭТИ повысили урожайность автоматизированной теплицы с помощью нейросети

Автоматизированная теплица, созданная молодыми учеными СПбГЭТУ «ЛЭТИ», поможет достичь большей эффективности за счет повышения урожайности и снижения количества используемой человеческой рабочей силы.

Ученые ЛЭТИ повысили урожайность автоматизированной теплицы с помощью нейросети

Круглогодично выращивать различные культуры невозможно. Более того, не каждый климат подходит для созревания плодов или цветения растений даже в благоприятные сезоны. Поэтому были созданы теплицы, которые защищают растения от суровых погодных условий и помогают контролировать условия выращивания. В нынешнее время разработано немало автоматизированных теплиц, которые включают в себя различные датчики и исполнительные механизмы для контроля процесса выращивания растений.

Сделать систему, которая бы контролировала процесс выращивания, исходя из того, какая культура там находится, призван проект ученых кафедры систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» «Автоматизированная система фито мониторинга и выращивания растений». Экспериментальный образец теплицы представила научная группа в составе студентки 1 курса магистратуры кафедры САУ Анастасии Федорковой и выпускницы факультета электротехники и автоматики Юлии Игнатович под руководством декана факультета электротехники и автоматики Анастасии Дмитриевны Скакун.

«Плюс автоматизации в том, что программа сама следит за растением. Она задает требуемые параметры влажности почвы, освещенности, необходимое количество удобрений для определенной стадии. Также необходимо продумать контроль здоровья растений – человек по невнимательности может просмотреть болезнь у культуры. В перспективе использование нейросети будет автоматически распознавать больные растения и уведомлять об этом человека. Таким образом количество заболевших растений снизится, они будут расти быстрее и повысится их урожайность».

Студентка 1 курса магистратуры кафедры САУ Анастасия Федоркова

Отличительная особенность созданной системы – контроль стадии выращивания культуры с помощью дальномеров. Весь период роста растения разбит на 3 этапа: период рассады, период роста, период созревания. В зависимости от этого и от вида культуры, выращиваемой внутри теплицы, система запрограммирована для поддержания требуемых показателей температуры, влажности, освещенности, количества и времени подачи удобрения.

Конструкция представляет собой прямоугольный параллелепипед из оргстекла со съемной крышкой и боковыми отверстиями для циркуляции воздуха. Внутри посевы разделены на три участка для возможности раздельного полива. В каждом ящике есть датчики, которые измеряют влажность, освещенность и температуру. Также продуманы различные места для крепления подогрева, для измерения освещенности и для нахождения дальномеров, которые замеряют расстояния для выращивания культуры.

«Аналоги теплицы существуют, однако на текущий момент среди конкурентов нельзя выделить кого-то, кто мог бы обеспечить равнозначную замену проекту. Их реализация не предусматривает точную индивидуальную настройку под выращиваемую культуру, они могут контролировать освещенность, температуру, влажность почвы, контроль влажности воздуха и углекислого газа. В других системах отсутствуют функции контроля стадии роста с помощью дальномеров, а также здоровья выращиваемых культур», комментирует выпускница факультета электротехники и автоматики Юлия Васильевна Игнатович.

Основной упор ученые планируют сделать на фитомониторинг. Он поможет дополнительно контролировать болезни выращиваемой культуры. Также сейчас осуществляется доработка конструкции системы, меняются датчики и лампы.

Разработка поддержана грантом конкурса научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Проект получил финансирование на реализацию в размере 800 тыс. рублей.

Материал подготовлен студенткой 3 курса гуманитарного факультета
Марией Федоровой