Темы дня

«Машина человечнее, чем сам человек»

Фото: Галина Соловьёва

Фото: Галина Соловьёва

В середине октября Президент России Владимир Путин провёл совещание, посвящённое научно-технической модернизации агропромышленного комплекса. Глава государства отметил, что в сельское хозяйство всё шире внедряются цифровые решения, системы искусственного интеллекта и обработки больших данных. В связи с этим он предложил обеспечить бесперебойное выделение средств на разработку новых технологий для АПК.

Одним из лидеров в этой области является Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова, расположенное в Екатеринбурге. В последние годы предприятие сильно продвинулось в создании интеллектуальных сервисов для сельского хозяйства: с помощью нейросетей и машинного обучения аграрный сектор уже давно перестал быть архаичным и превратился в высокотехнологичную отрасль экономики. О том, как произошла эта трансформация, в интервью «ОГ» рассказал генеральный директор НПО автоматикиАндрей МИСЮРА.

Новые технологии

– Андрей Васильевич, НПО автоматики всегда было больше известно как производитель оборудования для ракетно-космической техники. Но с 2010-х годов вы активно занялись разработкой систем управления для различных видов машин, прежде всего сельскохозяйственных. Чем вызвано это решение?

- В производстве гражданской продукции направления были выбраны исходя из имеющихся компетенций. Мы опираемся на опыт и знания наших сотрудников и мыслим масштабно, так сказать, с заделом на будущее. По своему основному профилю НПО автоматики производит системы управления. Проще говоря, это мозг, который может просчитать алгоритмы процессов, предсказать их дальнейшее развитие и т.д.

Не секрет, что технологии искусственного интеллекта уже плотно вошли в нашу повседневную жизнь. Например, алгоритмы поисковых систем показывают пользователям таргетированную, то есть целевую рекламу. Можно сказать, что уже сегодня ИИ подталкивает человека к принятию того или иного решения. Мы создаём продукты, в которых применяются такие технологии. В дальнейшем их внедрение будет делать жизнь человека легче, а его производительность выше. К примеру, если один оператор сможет управлять сразу десятью комбайнами, во сколько раз увеличится скорость уборки поля? А во сколько раз уменьшатся трудозатраты? Ответ очевиден. И так во всех сферах жизни.

- В каких областях промышленности находит применение опыт предприятия?

- Сегодня мы занимаемся работами, связанными с автоматизацией технологических процессов, системами связи и передачи информации в сфере энергетики, ЖКХ, энергосбережения, нефтегазового комплекса, городской среды, сельского хозяйства. Интеллектуальные городские решения позволяют в автоматическом режиме управлять светофорами, быстро находить в массиве данных необходимую информацию, вовремя сообщать о правонарушениях и происшествиях. В сельском хозяйстве мы также внедряем комплексный подход в цифровизации – это системы управления для аграрной техники, анализ мелиорации, оцифровка контура полей. Такие решения позволяют существенно экономить временные и финансовые ресурсы.

НПО Автоматики
В основе искусственного интеллекта лежат специальные микросхемы и чипы, которые создают в НПО автоматики на автоматизированных станках под контролем инженеров. Фото: Галина Соловьёва

- Что представляет собой искусственный интеллект в ваших системах управления?

- Всё зависит от конкретной системы управления. В целом ИИ — это вычислительный алгоритм, который может быть построен по разным принципам. Внутри могут использоваться операции с нейросетями, нечёткая логика и прочее. Такова его внутренняя технологическая кухня, но внешне – это всегда сбор информации об окружающей среде и о поведении объекта управления, поэтому мы активно развиваем техническое зрение. Без машинного обучения и использования комбинаций различных нейросетей развитие беспилотного управления любой техникой было бы невозможно. Например, если мы внедряем систему видеоаналитики в сельском хозяйстве, то мы обучаем нейросети распознавать геометрию поля, его рельеф, состав почвы, её влажность или засушливость.

– Какой процент приходится на «гражданку» в общем объёме производства предприятия?

- Президент России Владимир Путин поставил задачу к 2025 году нарастить объём выпуска гражданской продукции до 30 процентов. Мы движемся к выполнению обозначенного показателя.

Цифровизация АПК

– Почему для апробации технологий было выбрано сельское хозяйство?

- Тут два фактора. Во-первых, агропромышленный комплекс – это большой растущий рынок. Потенциал его огромен: у нас есть земля, вода, удобрения, люди. Наряду с этим в сельском хозяйстве очень высока цена ошибки и очень велики потери, поэтому в последние годы оно проявляет всё больший интерес к автоматизации технологических процессов. Экосистемы цифровых сервисов и услуг, ИИ и роботизация агротехники позволяют сократить издержки, снизить риски производства, а также повысить эффективность труда даже в период мировых эпидемий и нестабильности нефтяного рынка.

А во-вторых, зерно более прибыльно, чем нефть с газом, что заметно по росту биржевых цен на пшеницу и другие злаки. Всё-таки углеводороды — это конечный ресурс, а зерно — бесконечный. Из одного зёрнышка вырастает 32 зерна — где ещё вы видели такую маржу? И поскольку до недавнего времени технологий в сельском хозяйстве не было вообще — люди работали в поле на старых машинах, то мы решили попробовать себя в этой области. И не прогадали.

Цифровыми системами НПО автоматики оборудованы практически все современные модели комбайнов Ростсельмаша. Фото: Александр Исаков

– В чём особенность этой техники, где её будут применять и насколько она повысит эффективность труда на селе?

- Наше предприятие реализует комплексный проект «Умное земледелие». Разрабатываются высокотехнологичные интеллектуальные системы управления комбайновой и тракторной техникой, системы точного позиционирования и параллельного вождения, картирования урожайности, дифференцированного опрыскивания по карте сорняков и внесения удобрений. Часть оборудования уже успешно прошла полевые испытания. Основные потребители наших разработок – предприятия сельскохозяйственного машиностроения, крупные агрохолдинги и агрохозяйства. Конкурентных отечественных решений на рынке просто нет. Мы провели предварительный расчёт эффективности внедрения систем точного земледелия. Минимальный выигрыш по времени уборки составил 6,5 процента. Только по комбайнам была получена экономия 2,4 млн мото-часов в сезон, порядка 192 млн литров дизельного топлива и около 5000 дополнительно освободившихся комбайнов. Внедрение цифровых технологий в агропромышленном комплексе также может повысить собираемость урожая на 20–30 процентов.

- С кем из производителей сельхозтехники вы сотрудничаете?

- Наш стратегический партнёр – Ростсельмаш. Мы поставляем им системы управления для комбайнов с 2017 года, в среднем отгружаем ежегодно 5–6 тысяч комплектов. Из новых партнёров — Петербургский тракторный завод. В планах у нас также сотрудничество с КАМАЗом. Плотнее всего работаем с компанией «Клевер», которая входит в Группу компаний Ростсельмаш. Мы для них делаем много крутых вещей, в частности, роботизированные беспилотные поливалки и сеялки. Вроде бы это звучит несерьёзно, но по своей организации они близки к ракете. Потому что в это оборудование закладывается значительный экономический эффект: надо посеять зерно точно в ямку, туда же внести удобрение и гербицид, чтобы не было паразитов, и полить его водой. Чем выше точность посевов, тем меньше расход этих материалов и больше прибыль сельхозпредприятий.

– Что ещё интересного НПО автоматики предлагает аграриям?

- Одна из новейших наших разработок — камнеметаллодетектор на базе ИИ, который анализирует вибрационные воздействия. Чтобы вы понимали, у любого комбайна есть бункер, в который собирается зерно. Когда в него во время уборки попадает камень, он может разбить всё внутри и вывести машину из строя, потому что при центробежном ускорении этот камень действует как артиллерийский снаряд. А один комбайн стоит очень дорого — от 20 миллионов рублей. И любой простой из-за поломки техники — это убытки для производителя, снижение его маржи и других показателей. Поэтому очень важно вовремя остановить комбайн и достать камень из бункера. Традиционно камнеметаллодетекторы работали на основе звуковых фильтров, а мы применили интеллектуальные алгоритмы, и у нас очень высокая достоверность — около 90 процентов. Это отличный результат, потому что у аналогов этот показатель равен 50 процентам.

Кроме того, мы сделали систему безопасности для российской спецтехники, которая состоит из нескольких радаров различной дальности действия. Устройство представляет собой радары диапазона 77 ГГц с антеннами на базе фазированных антенных решеток, оснащённые искусственным интеллектом. Радары не просто измеряют расстояние и угол до какого-либо объекта, а строят пространственную картину определённого сектора с реальным расположением препятствий. Установить такой прибор можно на легковые автомобили, грузовики, автобусы, строительную технику, комбайны, трактора.

– Сколько всего систем управления вы разработали для сельского хозяйства?

- Порядка 50 тысяч. Наша линейка интеллектуальных технологий для АПК насчитывает около полутора десятков различных решений. Из последнего можно назвать систему «ассистент вождения», которую мы продемонстрировали на ИННОПРОМе-2021. На поле очень важно, чтобы комбайн шёл ровно по полосе. Если машина заходит на соседнюю полосу хотя бы на полметра, то на эффекте масштаба она теряет до 13 процентов рабочего времени. Соответственно, больше расход топлива. В этом плане человек, конечно, менее совершенен, чем техника: он может не так крутануть рулём, не так развернуться. Чтобы исключить подобные ошибки, мы создали цифрового ассистента. Фактически комбайн находится под управлением автопилота, но в его работу может вмешаться человек. За счёт внедрения такой техники меняется культура работы в поле. Если раньше комбайнёры работали в грязи, то сейчас это другие люди — из водителей они стали операторами. Они водят машины в чистых рубашках и получают хорошие деньги. Это совершенно иная удовлетворённость от своего труда, и его престиж постоянно растёт.

Справка «ОГ»

АО «НПО автоматики» было создано в апреле 1942 года на базе эвакуированного в Свердловск Киевского радиозавода.

После Великой Отечественной войны на предприятии было освоено серийное производство репродукторов, радиоприёмников и радиол серии «Урал».

В 1952 году из Москвы прибыл десант молодых инженеров, имеющих опыт ракетных разработок: в его составе находился бессменный в последующие 40 лет главный конструктор НПО автоматики академик Николай Александрович Семихатов. С 1956 года на предприятии создаются первые системы управления оперативно-тактических ракет и ракет для вооружения подводных лодок различной модификации и комплектации.

С 2000-х годов НПО автоматики активно участвует в программах Роскосмоса и производит системы управления для средств выведения полезной космической нагрузки — ракет-носителей среднего и лёгкого класса, доразгонных ступеней, орбитальных блоков.

В настоящее время НПО автоматики специализируется на выпуске гражданской продукции и обеспечивает полный цикл её создания — от разработки идеи до изготовления и сервисного обслуживания.

Годность и предубеждение

– Какое будущее ждёт беспилотные технологии?

- Как я уже сказал, сегодня по полям ездят машины с эффективными ассистентами вождения. Это первый этап внедрения беспилотных технологий. Следующий шаг – отказ от комбайнёра. Машина будет получать задания и выполнять всё сама. Здесь человек будет нужен не за рулем, а у пульта, чтобы следить за операциями техники. Третий этап начнётся тогда, когда возникнет система взаимодействия с машиной. Одна машина будет общаться с другой, совместно выполнять какую-то функцию.

Мисюра Андрей Васильевич
Андрей Мисюра показывает первые образцы гражданской продукции НПО автоматики. Изначально оно занималось системами управления для железнодорожного и водного транспорта, но со временем переключилось на агротехнику. Фото: Галина Соловьёва

– Есть комбайны, которыми полностью управляет искусственный интеллект?

- Мы создали подобную машину на базе небольшого трактора. Он отлично работает и совершает сложные манёвры. Чтобы сделать полностью беспилотный комбайн с автоматической коробкой передач, надо потратить 600 тысяч рублей — это уже готовое пакетное решение, коробочка, которую можно поставить на машину. А кабина оператора стоит полтора миллиона. Иными словами, если внедрять целиком беспилотие, будет значимый экономический эффект. Но пока фермеры не готовы покупать такую технику.

– Причина в предубеждении?

- Оно всегда есть. Человеческое сознание сопротивляется научно-техническому прогрессу. Это вы можете по себе судить. Вот у вас какие часы? Механические, а современные люди носят уже smart-часы. У меня тоже обычные часы. Плюс ко всему, чтобы беспилотие эффективно работало в поле, необходима спутниковая карта этих полей. Такую услугу в России ещё не заказывают массово. Конечно, крупные агрохолдинги уже занимаются этими вещами. Но у многих иностранных фермеров все поля картированы. Более того, геостационарные данные являются очень важным элементом для бизнеса, капитала и инвестиций, потому что на основании этих карт заключают фьючерсы на будущий урожай. У нас такого пока нет. Но я уверен, что скоро всё изменится в лучшую сторону – так же, как это случилось с сотовыми телефонами или Интернетом.

– В основе беспилотного вождения лежит спутниковая связь или другие технологии?

- Со спутника невозможно управлять столь сложной техникой, потому что у него есть большие задержки в передаче сигнала и недостаточно высокие точности. Для эффективного управления беспилотным комбайном надо, чтобы он позиционировался на полосе с точностью в двадцать сантиметров. С помощью спутниковой связи это невозможно обеспечить, со спутника подаётся лишь корректирующий сигнал, а постоянное управление происходит за счёт гироскопических устройств – гироплатфом и акселерометров. Поэтому основной элемент для пространственной стабилизации — это позиционирование на месте. А с точки зрения управления на поле используется видеоаналитика. Камера видит кромку поля и полосы, где убран урожай, — на основе этой информации искусственный интеллект корректирует движение комбайна.

Скайнет не победит

– В теории вашу систему управления можно установить на любые машины – от трамваев до самолётов. Есть наработки в этом направлении?

- Необходимо понимать, что в России нет законов и подзаконных актов, регламентирующих перемещение любого беспилотного транспорта. Отраслевые эксперты ожидают решения этих вопросов в сроки от 10 до 15 лет. В будущем беспилотные технологии станут внедряться в первую очередь в тех регионах, где для этого уже будет создана полноценная регуляторная база. Конечно же, к этому моменту должны быть готовы и технические решения. И прежде всего отечественного производства. Уже сейчас можно их отрабатывать в сельском хозяйстве, на карьерной технике, рельсовом транспорте и городской инфраструктуре. Именно по этим направлениям мы в настоящий момент плотно работаем с отечественными машиностроителями и нашими потенциальными заказчиками. По сути, мы можем разработать управление практически любым техническим объектом, и он не обязательно должен быть движущимся.

- В перспективе искусственный интеллект заменит человека?

- Думаю, да. Человечество эволюционирует не за счёт социальных законов или политической воли, а за счёт экономики. Искусственный интеллект будет внедрён повсеместно, потому что это экономически целесообразно. Беспилотный комбайн работает 24 часа в сутки, и поэтому цена нормо-часа у него — самая минимальная. А когда за его рулём трудится оператор, то его надо менять каждые восемь часов. Не стоит забывать и о том, что на производительность человека влияют ещё и психоэмоциональные факторы: если он в плохом настроении или в депрессии, то результативность труда заметно снижается. У машин таких проблем нет, они строго выполняют те действия, которые в них заложены алгоритмом управления или искусственным интеллектом. А его, в свою очередь, создаёт человек.

- А не получится так, что все люди будут истреблены, как это сделал Скайнет в фильме «Терминатор»?

- А зачем ему это? Это же кино. Если такой сценарий будет кем-то запрограммирован, то, возможно, так и произойдёт. Но программирует ведь человек. Не пистолет убивает, а тот, кто нажимает на курок. Я считаю, что машина гораздо человечнее, чем сам человек. Вспомните советский фильм «Приключения Электроника». Там главный герой, школьник Сергей Сыроежкин, был ведь не очень хорошим парнем, а вот робота Электроника, который стал его внешней копией, все любили и уважали. И это неслучайно: искусственный интеллект может быть идеальным подобием человека, который может функционировать на благо нас, несовершенных людей, круглосуточно.

Досье «ОГ»

Андрей Мисюра родился в Челябинской области 25 октября 1981 года. В 2003 году закончил радиотехнический факультет УГТУ-УПИ. В 2003–2014 годах работал в НПО автоматики: прошёл путь от техника 1-й категории до первого заместителя генерального директора по науке. С 2014 по 2016 год возглавлял министерство промышленности и науки Свердловской области. В 2016 году назначен генеральным директором НПО автоматики. Имеет государственные и ведомственные награды. Женат, воспитывает дочь.

Подготовлено в соответствии с критериями, утверждёнными приказом Департамента информационной политики Свердловской области от 09.01.2018 No1 «Об утверждении критериев отнесения информационных материалов, публикуемых государственными учреждениями Свердловской области, в отношении которых функции и полномочия учредителя осуществляет Департамент информационной политики Свердловской области, к социально значимой информации»

Опубликовано в №216 от 22.11.2021

Областная газета Свердловской области