Высокие скорости передачи данных и крайне короткое время отклика стандарта связи пятого поколения открывает новые возможности во многих отраслях. В цифровизации сельского хозяйства 5G также уготована важная роль.
Цифровизация в АПК
Любой футуролог знает, что увеличение производительности машин на пустом месте невозможно. Оно является следствием поступательного развития технологий. Президент Немецкого сельскохозяйственного общества (DLG) Хубертус Паетов поясняет это заключение на примере развития телеметрии в агропроизводстве. Отправной точкой в свое время здесь явилась автоматизация привычных действий, в данном случае – процесса управления сельскохозяйственной техникой. Быстро стало понятно, что таким же образом можно автоматизировать и другие виды полевых работ и тем самым облегчить труд агрария, увеличить производительность. Затем появилась мысль использовать запрограммированные колеи (НСХ 4 / 17, с. 80), потом последовали идеи создания полностью автономных тракторов, прототипы которых можно было увидеть на ганноверской выставке Agritechnica-2017 (НСХ 1 / 19, с. 90). И вот уже эксперты делают смелые заявления, что беспилотная сельскохозяйственная техника получит более быстрое распространение, чем беспилотные автомобили на дорогах общего пользования.
Объяснение довольно просто: конкретному числу «участников полевого движения» придется соблюдать намного меньше правовых норм и требований техники безопасности по сравнению с «участниками дорожного движения». Но куда цифровизация АПК двинется дальше?
Зачем козе баян
Важным этапом для передачи данных между сельхозмашинами считается введение расширенного стандарта IEEE 802.11p беспроводных локальных сетей WLAN (англ.: Wireless Local Area Networks). Благодаря ему, по словам доктора технических наук Карстена Хоффа, руководителя направления E-Systems в компании Claas, «впервые обеспечивается поддержка функций, связанных с безопасностью». К примеру, теперь скорость движения и колею можно регулировать на базе международного стандарта вне зависимости от производителя машин.
Таким образом, остается совсем маленький шаг от автономных тракторов и комбайнов до самостоятельно работающих агророботов. И в этом направлении работа ведется уже не первый год. На той же ганноверской выставке концерн AGCO продемонстрировал сельскохозяйственную роботизированную систему Xaver, а исследовательский проект Flourish представил свою разработку: обследование посевов с воздуха осуществляется маленькими автономными дронами, собранная ими информация отправляется на землю агророботам, которые, не зная усталости, выполняют тот или иной вид работ в поле. Такие роботы уже довольно успешно могут осуществлять прополку. С помощью мультиспектральных камер и классификации типовых трехмерных изображений на сегодняшний день удается распознать сорняки с точностью до 98 %.
Как отмечает участник проекта Flourish доктор Франк Либиш из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH), точное земледелие поднялось на новый уровень развития, и теперь уже временной фактор можно исключить из числа лимитирующих. «Роботам не нужны перерывы, они могут работать день и ночь», – резюмирует швейцарский ученый.
Все же в процессе цифровизации АПК, создании так называемого «Сельского хозяйства 4.0» на сегодняшний день существуют ограничения, которые дают пищу для размышлений. Так, обработка информации в нынешних условиях производится в рамках строго определенной замкнутой системы. Сначала в ней «вращались» только данные по эксплуатационному состоянию тракторов, потом добавились данные по прицепному оборудованию (ключевое слово здесь ISOBUS) и, наконец, к ним «примкнула» информация, позволяющая оптимизировать хозяйственные операции посредством использования телеметрических и информационных систем, систем управления предприятием.
Пока здесь основными критериями оптимизации выступают продуктивность, производительность, качество, издержки производства и т. д. В перспективе, однако, следует ожидать включения в эту цепочку и таких факторов, как устойчивое развитие сельского хозяйства, разумное использование природных ресурсов, сохранение биоразнообразия. И вот именно здесь существенно может помочь стандарт мобильной связи нового поколения 5G.
Не просто апгрейд!
Новый стандарт разрабатывается в лаборатории 5G Lab Germany Дрезденского технического университета. В проект вовлечены почти 600 ученых из 22 исследовательских областей. Задействованы с самого начала работ и ученые кафедры системной агроинженерии. В число представителей промышленности – их в исследовании задействовано пятьдесят – входит компания Claas, по заявлению представителей которой, новый стандарт мобильной связи 5G им интересен, с одной стороны, из-за короткого времени отклика и, с другой стороны, из-за планируемой D2D-коммуникации (device-to-device – с англ. «устройство-устройство»). Эта функция позволяет мобильным устройствам – а это могут быть не только два смартфона, но и две сельскохозяйственные машины – подключаться друг к другу напрямую, а не в «обход» через базовую станцию сотовой связи. Такой подход особенно важен для сельских территорий, где нет стабильной мобильной связи.
Стало быть, 5G – это не просто апгрейд скоростей стандартов 3G (UMTS) и 4G (LTE), а нечто большее? «Однозначно, да», – считает доктор технических наук Рико Радеке, руководитель проекта лаборатории 5G Lab в Дрездене. К характеристикам 5G относятся не только максимальная скорость передачи данных в 10 Гбит / с, при которой менее чем за секунду может закачиваться кинофильм в формате HD, но и сниженное до 90 % потребление электроэнергии, а также высокая надежность передачи данных возможность одновременной работы 100 миллиардов мобильных устройств по всему миру.
Полная версия доступна в печатном и электронном виде
Вы можете оформить подписку на издание в печатном виде на сайте agrodelo.ru или электронном виде в магазинах Google Play и App Store.