في عام 2017 ، سمعت قصة مثيرة للغاية في وسائل الإعلام عن شركة ناشئة تقوم بروبوت الأبقار الحلوب في مزارع الألبان الصناعية. تسمى الشركة R-SEPT ، ثم تلقت 10 ملايين روبل من الاستثمارات. ولكن مضى عام ولم ترد أنباء عما حدث بعد ذلك. اتصلنا بأليكسي هاهونوف ، مؤسس الشركة الناشئة ، وتحدثنا عن التنمية. اتضح أن فريقه طور طوال العام النموذج الأولي للروبوت ، وقبل أسبوع فقط أجرى أول تجارب ميدانية في المزرعة.
تحت القصة هي قصة كيف قام طالب الروبوتات الذي نشأ في مزرعة أبوية بتحويل دبلوم جامعي إلى شركة ناشئة صناعية ، وجمع أول المتلاعبين معه مع الأصدقاء ، ثم ذهب إلى مستوى برامج الروبوتات الزراعية الحكومية. حسنًا ، والأهم من ذلك - أن الذراع الحديدية للروبوت وآلة الرؤية أفضل من خادمة اللبن الحية.
أليكسي هاخونوفقمنا هذا الأسبوع بوضع الروبوت في المزرعة وحلبنا البقرة الأولى لهم. كل شيء سار للغاية. لدى عائلتنا شركة ألبان عملت فيها من قبل. يقع في منطقة سيرجيف بوساد في قرية كوزمينو. لدينا خمسمائة بقرة هناك. هذه مؤسسة كبيرة.
لقد تعلمت الروبوتات. بطبيعة الحال ، حكة اليدين لاستخدام المعرفة النظرية في المعركة. نظرت إلى الوضع مع الروبوتات في مجال زراعة الألبان وتوصلت إلى نتيجة مثيرة للاهتمام. تم إنشاء جميع الروبوتات الحالية - والآن هناك ثلاث شركات تصنيع رئيسية - في أوروبا ، والأسواق الأمريكية أو الروسية مختلفة تمامًا عنها. إن المزارع العائلية الصغيرة التي تحتوي على ما يصل إلى 200 بقرة شائعة في أوروبا. في روسيا والصين وأمريكا ، فهي كبيرة جدًا. لدينا مشروع حيث يوجد حوالي 50 ألف بقرة. في الوقت نفسه ، في أوروبا ، 40٪ من المزارع روبوتية ، وفي الأسواق الأخرى ، لا تتجاوز الروبوتية واحد بالمائة. والمشكلة هي أن الروبوتات التي صنعت للمزارع الصغيرة لم تتكيف مع واقع المزارع الكبيرة.
في أوروبا ، يحلم المزارع نفسه ويتغذى ويفعل كل شيء على الإطلاق. يجب أن تحلب البقرة لأول مرة في الخامسة أو السادسة صباحا. هذه عملية معقدة - معقدة حقًا. لتخفيف ألم المزارع ، توصلوا إلى روبوت يساعد على التعامل مع هذا ، ولكن لا يوفر أي فوائد اقتصادية. هناك حاجة فقط لتسهيل المزارع. وهناك حاجة للشركات الكبيرة لتحقيق الربح. يجب أن تفي تكلفة الروبوت والإنتاجية وقابلية الصيانة وأشياء أخرى بأعداد كبيرة من معايير الصناعة.
جاء جميع الروبوتات الموجودة تقريبًا مع الأطباء البيطريين. لقد كانوا يعرفون جيدًا كيفية العمل مع بقرة ، لكن العديد من تصميماتهم لم تكن مثالية ، وفيرة ، ولديها العديد من العيوب الواضحة.
قررنا إنشاء روبوت للتصميم الصناعي ، سيكلف أقل من التصميمات الحالية ، ولكن سيكون لديه أحدث التقنيات من مجال الروبوتات ويأخذ في الاعتبار كل تجربة البقرة. هناك هدف - يبقى تحقيقه.
حلب الحلب
وفقًا للممارسات الحديثة في المزارع ، لا تحتوي الأبقار على مكان ثابت - فقط مائة أو مائتي بقرة تتجول في الفناء ، ويمكنها الاستلقاء في أي كشك ، وتناول الطعام في أي وقت. يتم وضع الروبوت في نفس الدورة ، وتأتي البقرة بنفسها.
يتكون النظام الغذائي للبقرة من عدد كبير جدًا من المكونات. ولكن الشيء الأكثر متعة لها هو الأعلاف المركبة. انها مجرد حلوة لشخص. لدفع بقرة إلى إنسان آلي ، لا يعطونها إطعامها في الأوقات العادية ، لكنهم يعطونها فقط في إنسان آلي ، وتأتي هناك لتتغذى. حتى فعلنا ذلك ، لم يكن هناك دافع طبيعي لحلب الأبقار. لقد عانوا من الإجهاد من هذا.
الروبوت هو في الأساس كشك مغلق واحد. له بابان. واحد يفتح عند خروج البقرة ، والآخر يطلق البقرة التالية ويغلق.
هناك خرافة واحدة يحب الناس أن يقولوها: من المفترض أن البقرة تحب أن تحلبها خادمات اللبن. أن يتم السكتة الدماغية ، والحب ، وعندها فقط سوف تعطي الكثير من الحليب. في الواقع ، هذا هراء مطلق. الشيء الوحيد الذي تحبه البقرة هو نقص الإجهاد والتكرار المطلق. إذا تم إطعام البقرة نفس النظام الغذائي كل يوم ، يتم حلبها بالتساوي في نفس الوقت ، نظرًا لنفس الكمية من الماء ويفضل الحفاظ عليها في نفس درجة الحرارة ، ولا يوجد ضوضاء عالية حولها - عندئذٍ ستعطي البقرة أكبر قدر من الحليب ، لأنها مريحة. بمجرد ظهور أي عامل خارجي ، سيكون هناك حليب أقل. خدعة الروبوتات هي أنها تقوم بجميع العمليات المتطابقة تمامًا من وقت لآخر.
تأتي البقرة ، يتم إعطاؤها الطعام. يتم وضع ذراع مناور تحت البقرة. هناك زجاج الحلب. يتم تنظيفه أولاً ، ثم يتم إخراج اللبنات الأولى بحيث تبدأ البقرة في العملية الهرمونية لتوصيل الحليب. يتم تحليل هذه البثور - ما إذا كانت البقرة مصابة بأي أمراض ، وما إذا كان كل شيء مناسبًا لها. بعد نصف دقيقة ، تبدأ عملية الحلب نفسها.
تأخذ اليد أكواب الشاي ، وتجلبها إلى حلمات الضرع. يوجد في الداخل جهاز رصد معدل ضربات القلب ، والذي يعمل بتردد معين على تشغيل وإيقاف الضغط السلبي. ويبدأ اللبن بالامتصاص.
يوجد مستشعر يتحقق من الإشغال. عندما ينخفض الإمداد بالحليب ، يتم حلب البقرة. يتم إيقاف تشغيل كأس الحلب ، ويتم تطبيق حل خاص على الضرع ، والذي "يغلق" الضرع. بعد الحلب ، تفتح الأبقار قناة حليب ، ومن المستحيل أن تصل العدوى إلى هناك. الحل مع اليود يحافظ عليه ، كما كان.
لا أحد يتحكم في الروبوت ، فهو يعيش حياته. إنه يعرف مكان النظارات - فهي دائمًا في مكان واحد. التالي هو رؤية الكمبيوتر. يحتوي الروبوت على كاميرا تستقبل صورة ثلاثية الأبعاد بتردد عالٍ. الخوارزمية تبحث في الصورة حيث الحلمات.
جميع الصور بتدرج الرمادي هي عديمة اللون ، مجرد طيف من الأسود إلى الأبيض. تلتقط الكاميرا 30 مرة في الثانية ما يحدث حولها بدقة منخفضة إلى حد ما - 420 إلى 340. في المرحلة الأولى ، قمنا فقط بزراعة الأشخاص الذين حددوا مكان حلمات الضرع في الصورة. أولاً ، قاموا بتقسيم المكان الذي توجد فيه الحلمة بالكامل ، ثم حيث توجد النقاط السفلية الأكثر تطرفًا.
اضطررت إلى جمع الكثير من البيانات - قمنا بتصوير عدة آلاف من الأبقار. في البداية ، تم استخدام الشبكات التلافيفية للصور الحجمية ، ولكن من الصعب جدًا على اللفائف التعلم منها - هناك حاجة إلى كمية هائلة من البيانات. لذلك ، تم نقلهم إلى الكشف القياسي على صورة مسطحة ، تم أخذ PyTorch كإطار عمل.
تاريخ التنمية
كان والداي من الأطباء البيطريين ، وعملوا لفترة طويلة في مزرعة جماعية. أولاً ، عُرض على والدي أن يصبح نائب مدير المؤسسة ، ثم يرأس الشركة في الحي ويطورها. لدينا مزحة في عائلتنا بأن المزارع الجماعي ليس مهنة ، بل حالة ذهنية. من مارس إلى أكتوبر ، يبدأ العمل في الخامسة صباحًا ولا ينتهي حتى التاسعة مساءً. إنه صعب للغاية. يحدث شيء على مدار الساعة.
الزراعة صناعة غامضة ، ولا يعني أنها نقدية إلى حد كبير. لم أر نفسي كمزارع على الإطلاق. عندما ذهبت أنا وأخي إلى العديد من الشركات في أوروبا وقمنا بتحليل الروبوتات ، فوجئت بقصتهم عن الأجيال. كان الأمر مضحكًا بشكل خاص عندما قالوا: "لقد كنت أدير هذا المشروع منذ 13 عامًا بعد والدي. نحن ننمو بشكل جيد. كان لدينا 60 بقرة - وأصبحت 70 بقرة. إننا نتطور! " عندما أخذ والدي المشروع في الألفي كان هناك مائة بقرة. الآن هناك ألف ونصف ، ويشك الجميع فيما إذا كان هذا نموًا كافيًا.
لقد درست في واحدة من أفضل طلاب التربية البدنية في منطقة موسكو ، في منطقة سيرجيف بوساد ، وكان علي بالتأكيد أن أصبح فنيًا. انا حقا احب البرمجة اللغات الرئيسية في الفيزياء والرياضيات كانت باسكال ودلفي ، وأنا أعرف القليل من C ++. الآن أنا لا أفهم كيف ، ولكن تمكنا من القيام بالكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام في باسكال. في الصف التاسع ، أخبرنا المعلم: "أمنعك من ممارسة الألعاب في الفصل الدراسي فقط إذا لم تقم أنت بكتابتها". وكتبنا القليل في السنة. في البداية قاموا بعمل ثعبانهم ، ثم الدبابات ، ويمكن لعبهم على الشبكة.
لدخول الجامعة ، كتبت العديد من الألعاب الأولمبية: MIPT ، Baumanka. يمكنني أن أفعل في أي مكان ، يمكنني الاختيار فقط. فتحت قوائم جميع التخصصات الموجودة في الجامعات ، وقرأت ، وشعرت بالملل بشكل لا يصدق. لم أكن أرغب في القيام ببعض الأشياء الأساسية ، أردت شيئًا أكثر تركيزًا على الممارسة. وقع الاختيار تدريجياً على بومانكا ، بدلاً من MIPT أو جامعة موسكو الحكومية.
بدت الروبوتات بمثابة المزيج المثالي - يمكنك إنشاء شيء مادي ، ولكن يمكنك كتابة التعليمات البرمجية ومعرفة كيفية وجودها في العالم الحقيقي. لسوء الحظ ، لدينا تعليم الروبوتات ضعيف إلى حد ما. لا يعمل على مستوى النظام. عندما تحصل على قائمة من المراجع ، لا يوجد كتاب واحد يعود تاريخه إلى القرن الحادي والعشرين ، فإنه يحبط بشدة. تعلمنا كيفية التصميم وحل المشكلات من حيث الحرارة والمساومة. وكان لا بد من تعليم الروبوتات الحقيقية من قبل أنفسنا.
عندما حصلنا على شهاداتنا ، قررت أن الكتابة العادية مملة ، وأحتاج إلى اختيار شيء يمكن استخدامه لاحقًا. في هذه اللحظة من العام الماضي ، بدأنا مشروعنا. بعد الدفاع ، جمعوا حتى فريقًا صغيرًا من الأصدقاء. شخص ما كان يعمل في الدوائر ، شخص ما كان يبرمج. جمعنا مجموعة من التخصصات وبدأنا في عمل الإصدار الأول.
مستوحاة من الأفكار من الكتب ، قرروا أنه من الضروري استئجار منزل في مكان ما خارج موسكو والعيش والعمل هناك طوال الصيف. لقد كانت فكرة رهيبة! ستة رجال يعيشون في مكان واحد لا يتبعون حقيقة ما يحدث حولهم ، لكنهم يعملون بجد.
كان مرتعًا ... كل ذلك على التوالي. أتذكر لحظة مضحكة عندما كان vape يكتسب شعبية. أنت تفتح غرفة يجلس فيها مطوران ، ولا يوجد شيء مرئي هناك ، فقط لا شيء! تعال وفكر ، ولكن هل هناك أي شخص هنا؟
في هذا الصيف ، قمنا برسم الرسومات الأولى للمتلاعب. تم إنتاج بعض التفاصيل الأولى - قمنا للتو بجمع الرسومات وطلبناها في موقع الإنتاج. بالطبع ، ارتكبنا مليون خطأ - قبل أن يكون لدينا مصممين عديمي الخبرة. لقد وجدوا الآن متخصصًا أنيقًا في الروبوتات ، وبدأوا في الانتقال من مجموعة مبادرة المرآب إلى شركة تلبي منتجاتها معايير الصناعة والمتطلبات الحديثة للروبوتات.
داخل المشروع ، نقوم بعمل أشياء منخفضة المستوى بمفردنا ، لأن كل شيء له تفاصيله الخاصة والمنتجات الحالية لا تناسبنا. من أجل حليب بقرة ، لا يمكننا استخدام المتلاعبين الصناعيين القياسيين من 6 درجات. فهي زائدة عن الحاجة لتصميمنا ومكلفة للغاية. لدينا الآن أربع درجات من الحرية. وهي أرخص عشر مرات من أي معالج صناعي.
نكتب جميع الدوائر ذات البرمجة منخفضة المستوى ، وجميع المعالجات الدقيقة ، وجميع أجزاء التصميم والبرمجيات بمفردنا. نحن أنفسنا لا ننتج إلا أجهزة استشعار ومحركات وأشياء أخرى مماثلة.
تغذية الروبوتات والبكرات وحصص التعلم الآلي
عندما بدأنا الغوص أكثر ، أدركنا أنه مع روبوت حلب واحد لا يمكنك إغلاق جميع احتياجات المزرعة. لذلك ، تم إضافة منتجين آخرين.
Feedpusher
عندما يتم وضع الأبقار في المزرعة ، يأكلون من خلال حامل الرأس - يعلقون رؤوسهم إلى الأمام - حيث يحصلون على الأعلاف. ولكن في علم وظائفهم ، يدفعونه باستمرار ويتوقفون عن الحصول عليه ، لأن رأس الرأس يقيد حركتهم. اتضح أن لديهم مترًا من الأعلاف - يأكلون 30-40 سم ، و 60 أخرى بعيد المنال.
عادة ما يمشي الشخص بمجرفة ثلجية وينقل كل شيء إلى الخلف. لكن الشخص لديه القدرة على النسيان ، وأن يكون كسولاً ، وأن يقوم بعمل سيئ. البقرة في هذه اللحظة تبدأ في تناول كميات أقل - وهذا أمر سيئ. لهذا ، توصلوا إلى هذا النوع من الروبوتات.
ولكن مرة أخرى ، تم إنشاء معظمها في أوروبا. هناك مصممة للعمل في ساحة واحدة فقط أو في نفس الغرفة. في الشركات الكبيرة ، هناك العديد من الساحات ، عادة ما تكون من ثلاث إلى خمس مزارع كبيرة تقف في مكان قريب ، بطرق مختلفة مجتمعة. ينتقل دافع التغذية ، مثل المكنسة الكهربائية ، على طول مساره ويعود إلى محطة الشحن.
لكي يكون هذا فعالًا من حيث التكلفة ، يجب أن يخدم روبوت واحد عدة ياردات. إن التفكير وتقديم مغذيات خاصة أمر مكلف وصعب. أولاً ، إن تحويل المزارع مكلف ، حيث سيتعين عليه إجراء إصلاحات كبيرة. ثانيًا ، هناك مساحة كبيرة مطلوبة في الساحات - على الأقل حتى يمر الجرار. لذلك ، الروبوت هو حل بسيط وسلس.
روبوت دائري
هناك صالات حلب خاصة ، تسمى عادة دائري. هذا هو مدور ضخم ، حيث يقف من عشرين إلى أربعين بقرة. يدور ببطء ، وهناك عوامل في دائرة. أولاً ، يقومون بتنظيف الضرع ، وارتداء الجهاز وإزالته. لكنهم يفعلون ذلك ببطء شديد ، وغالبًا ما يكون دائري الخمول.
من المستحيل الآن استبدال هذه المنصات بالكامل بأخرى روبوتية - إنها مكلفة للغاية. نحن نصنع مناورات يمكن تركيبها على أي نوع من أنواع الرف الدائري ، وهذا سوف يسرعها بشكل كبير - بنسبة ثلاثين بالمائة. بالفعل مع هذا التسارع ، يمكن زيادة عدد الماشية وعدد الأبقار في المزرعة بشكل كبير.
دراسة النظام الغذائي
الآن يحاولون إطعام الأبقار وفقًا لنظرية التوازن. تحتاج كل بقرة لكل لتر من الحليب إلى كمية معينة من العناصر الغذائية ، والكيلوجول من الطاقة والبروتين والدهون. ولكن على الاطلاق لا تؤخذ في الاعتبار خصائص كل بقرة. إنها مثل إطعام كل شخص كرجل في منتصف العمر يبلغ طوله ثمانين مترًا ، كما لو كان لدى الجميع نفس عملية التمثيل الغذائي.
نحن ننشئ نظامًا يحلل كيفية تفاعل البقرة مع المكونات المختلفة ، وكمية الحليب التي تم إعطاؤها وما هي جودتها. بناءً على ذلك ، نجمع النظام الغذائي الصحيح الحالي لجميع المكونات.
نحن ببساطة نأخذ أكبر قدر ممكن من المدخلات حول كيفية تغذية الأبقار من قبل ، وما هي قيم الطاقة التي يمتلكها كل مكون. نحن نحاول بناء نظام غذائي ليس لإنتاج الحد الأقصى من الحليب ، ولكن لتحقيق أقصى ربحية للمشروع. كل مكون له تكلفة خاصة به ، بالإضافة إلى أننا نعرف مقدار تكلفة اللتر ، ونريد إيجاد توازن عندما تعطي البقرة الكثير من الحليب ، لكن تكلفتها منخفضة جدًا.
البقرة تعطي ما يصل إلى 13 ألف لتر في السنة. ولكن مع هذا الحليب ، يكلف اللتر ، على سبيل المثال ، 25 روبل. إذا كنت تشكل حصة من ثمانية ونصف ألف لتر ، فيمكن أن يكون سعر التكلفة حوالي 12 روبل ، ويكون الهامش أعلى بكثير ، في الإصدار مع زيادة إنتاج الحليب إلى أقصى حد. هناك حاجة إلى نموذج لإيجاد التوازن.
ولكن هناك قيود في الاختبار يسهل تجاهلها. لا يمكن إزالة الأبقار وإضافة المكونات بسرعة لأنها تنتج إنزيمات في المعدة مسؤولة عن تحطم القمح ، على سبيل المثال. ولن يتم هضم المكونات الجديدة في البداية إذا أدخلتها فجأة. في البشر ، بالمناسبة ، يعمل بنفس الطريقة. عندما نأكل نفس الطعام ، نهضمه جيدًا.
الاستثمارات والموقف الحكومي
في ذلك الوقت كان لدي أموالي الخاصة. عشنا عليهم أولا. كانت هذه أوقات مظلمة للغاية. في بعض الأحيان كان من المستحيل دفع أي رواتب على الإطلاق. حصل رجل على قرض لشراء سيارة ، وفي بداية الشهر رميته بـ 12 ألف بطاقة ، حتى يدفع للبنك. ثم اتضح لجذب المال ، أصبحنا المتأهلين للتصفيات النهائية لقرية Statrtup في Skolkovo ، أصبح الأمر أسهل.
في الوقت نفسه ، أصبحنا مقيمين في سكولكوفو ، لأنني حاولت دفع راتب أبيض. أعطى Skolkovo تفضيلات ضريبية لهذا ، بالإضافة إلى أننا كنا نأمل في الحصول على منح. ولكن هناك نوع من الفجوة. من أجل الحصول على منحة للمنتج الأول في Skolkovo ، يجب أن يكون لدى المنتج بالفعل أموال. كيفية التغلب على هذا عندما لا يكون هناك مال ورغبة في القيام به أمر غير مفهوم.
الآن ، أعتقد ، لا يزال لدينا ستة أشهر على الأقل حتى اللحظة التي نبدأ فيها بيع الروبوتات وسيتحول هذا كله إلى عمل تجاري. يرتبط المصطلح بخصائص العمل بالحديد. لديها دورة إنتاج طويلة ، والاختبار ، والشهادة. ولكننا الآن ندرك جيدًا جميع الحيازات الزراعية الأكبر ، وجميع رؤساء هذه الحيازات الزراعية ، ونحن على اتصال مع الجميع. آمل ألا تظهر مشاكل خطيرة بعد الآن.
بالطبع لدى كل شخص محافظ. ولكن هنا من الضروري ألا نقول ، ولكن لإظهار. لذلك ، نحن نقوم ببناء الفناء الأول في مكاننا بحيث يمكنك أن تأخذ باليد وتثبت أن هذا روبوت ، هكذا يحلب ، هذا هو اقتصادها.
نعتقد أن هناك العديد من المتطلبات الأساسية للتعامل مع مشروعنا. الأول هو دعم الحكومة. الروبوتات مدعومة ، ولديها عقود إيجار ، ومجموعة من التفضيلات الضريبية. تدعم الدولة الانتقال إلى الروبوتات الزراعية. هناك برامج تقوم الدولة بموجبها بكل شيء تقريبًا بحيث يمكنك شراء وتثبيت الروبوتات بنفسك.
المشكلة هي أن الناس لا يريدون العيش في قرية. القرية ليست مثالية كمكان للحياة ، فمن المستحيل بناء بنية تحتية طبيعية هناك. الروبوتات هي المخرج.
بالطبع ، عندما يكون لدى الشركة 20 روبوتًا ، فهناك أيضًا متخصصون يقومون بخدمتهم. لا تعمل الروبوتات على تنظيف الوظائف ، فهي تزيد من كفاءة المؤسسة. عادة في مكان الموظفين الذين كانوا يعملون في الحلب ، يظهر الآخرون - أولئك الذين يتفاعلون مع الروبوتات. لقد اخترنا العديد من الكليات الزراعية الجيدة التي نريد أن نفتح فيها أقسامًا حيث سيتم تعليم الناس كيفية استخدام الروبوتات. هذا ، إلى جانب بيع الروبوتات ، سنعطي العمل للناس.
والداي هم أكبر المشككين على الإطلاق وأكبر دعم في نفس الوقت.
في السابق ، بغض النظر عما سألوني عنه ، ما كنت أفعله ، جميع الاجتماعات والاجتماعات - العمل في مجال الأعمال غريب ، فهو يتكون بالفعل من اجتماعات فقط. في البداية كانوا يمزحون حول هذا الموضوع. لكن مستوى الجدية في الاجتماعات ازداد ، وكان الناس الذين التقينا بهم أكثر برودة وأكثر جدية. واختفى الشكوك تدريجيا. كانت هناك ثقة بأن كل شيء سينجح.