Сельское хозяйство

Растущее население Земли — к 2050 году оно может увеличиться еще на два миллиарда — требует все больше продовольствия. Чтобы человечество не столкнулось с глобальным голодом, как в фантастическом фильме «Интерстеллар», сельскохозяйственной отрасли придется ответить на ряд серьезных вызовов.

Во-первых, климат меняется, и сельскохозяйственные технологии придется приспособить к возможным засухам, наводнениям и резким сменам температур. Это может решаться и через выведение генномодифицированных растений с новыми свойствами, и через создание искусственных экосистем на сельскохозяйственных территориях, где климат будет контролироваться с помощью ИИ. Вторая большая проблема — истощение почв. Кроме того, снижается разнообразие в растениеводстве — с каждым годом появляется меньше новых видов cельскохозяйственных культур, а уже существующие вымирают. Рост внимания к экологии предъявляет новые требования как к качеству сельскохозяйственной продукции, так и к продуманности процессов (максимально безотходное производство и минимальный вред для окружающей среды), а необходимость кормить растущее население побуждает искать высокотехнологичные способы повысить урожайность растений и поголовье домашнего скота. При этом «умное» сельское хозяйство — быстро развивающийся рынок, вызывающий большой интерес у инвесторов по всему миру. Поэтому в этой отрасли будет появляться все больше вакансий, но повсеместное распространение автоматических решений и внедрение биотехнологий сильно изменит требования к работникам. Агроспециалистам будущего понадобится системное мышление, организаторские способности и знания в сфере IT и биотехнологий, а владельцам фермерских хозяйств — предпринимательское мышление. Калужская область отличается развитым агропромышленным комплексом^[1], и инвестиции в него растут с каждым годом.

Основное направление специализации сельскохозяйственного производства в нашем регионе – молочно-мясное скотоводство.На животноводческих фермах уже сейчас автоматизированы многие процессы ухода за домашним скотом, а также в режиме реального времени ведется мониторинг, позволяющий выявить заболевания коров и своевременно направить специалиста. Все данные, получаемые на ферме, отправляются в «облако», что позволяет операторам удаленно следить за состоянием не только коров, но и самого оборудования, чтобы своевременно перенастраивать его и проводить удаленный ремонт программной компоненты. При этом наш регион активно поощряет роботизацию не только крупных животноводческих АПК, но и небольших фермерских хозяйств, до 100 голов. Люди в автоматизированных хозяйствах остаются на позициях операторов и ремонтников, а также занимаются ветеринарными и репродуктивными вопросами. Использование автоматизированных систем позволит существенно сократить общее рабочее время человека на ферме, в частности, время доения, которое, по оценкам экспертов, сейчас занимает до 50% рабочего времени на профессиональных фермах.

Одна из ключевых сфер, интенсивно развивающихся в животноводстве, — генетическая селекция породы, в первую очередь для повышения удоя. В будущем животноводство станет еще более «умным» — будут отслеживаться различные показатели состояния животных (например, определение начала течки или оповещение о том, что животное начало хромать). Кроме того, развитие биотехнологий позволит составлять оптимальный рацион кормления для конкретной коровы. Использование RFID-меток (микрочипов, подающих радиоволновой сигнал с разнообразной информацией — начиная с того, сколько времени животное проводило на пастбище, и заканчивая его весом) позволяет как лучше управлять хозяйством, так и подтвердить качество конечного продукта. Поскольку животноводство создает значительную нагрузку на окружающую среду, важным направлением становится экологизация ферм.

В растениеводстве тоже появляются автоматизированные решения (в частности овощные гидропонные теплицы). Так что и в этой сельскохозяйственной отрасли люди уходят на позицию операторов роботизированных систем, при этом очень востребованы инженеры, агрономы со знанием технологии гидропоники в целом, а также IT-технологий и современной робототехники, способных ее программировать, опираясь на оптимальные режимы роста растений, а также специалистов по качеству продукции.

В овощеводстве также используются отходы производства (зеленая масса) для отопления теплиц, осадки и талая вода — для полива, а в технических водоемах разводят рыбу для борьбы с водорослями. Так что мы уже сейчас следуем трендам на безотходную экономику и создание искусственных экосистем, которые со временем будут только усиливаться.

На полях Калужской области будет использоваться беспилотная техника, в том числе способная в режиме реального времени проводить сканирование грунта и, в зависимости от его свойств, точечно вносить удобрения. Как следствие, требуются специалисты, способные настраивать и ремонтировать данную технику. В настоящее время в нашем регионе рассматривается возможность создания собственного производства роботизированной сельскохозяйственной техники.

Генная модификация зерновых культур позволит как повысить питательность кормовых растений, так и снизить вред для экологии: создание многолетних видов зерновых поможет уменьшить эрозию почв, снизить затраты на топливо для комбайнов и cократить использование пестицидов и удобрений.

Варианты задач будущего

• Производство роботизированной сельхозтехники
• Дистанционный мониторинг состояния животных с помощью компьютеров, дронов и робототехники
• Обслуживание автоматического оборудования
• Генетическая селекция растений и животных
• Индивидуальный подбор питания для домашнего скота, учитывающий особенности конкретного животного и позволяющий повысить качество мяса/молока
• Переработка и использование отходов от животных и от растений
• Программирование и проектирование гидропонных теплиц
• Мониторинг качества и экологического следа сельскохозяйственной продукции (с помощью RFID-меток и блокчейн-систем, позволяющих фиксировать все, что происходит с коровой, в каких условиях она содержится, а также в каких условиях производятся молочные и мясные продукты)
• Мониторинг почвы с помощью беспилотников
• Создание цифровых моделей в АПК (разработка искусственных экосистем, в которых минимально используются внешние ресурсы и максимально используются отходы)
• Разработка более узнаваемых брендов сельскохозяйственной продукции в связи с ростом конкуренции на рынке