Pada tahun 2017, sebuah kisah yang sangat menarik terdengar di media tentang sebuah startup yang robotnya memerah susu sapi di peternakan sapi perah industri. Perusahaan itu disebut R-SEPT, dan kemudian menerima 10 juta rubel investasi. Tapi satu tahun telah berlalu, dan tidak ada berita apa yang terjadi selanjutnya. Kami menghubungi Alexei Hahunov, pendiri startup, dan berbicara tentang pengembangan. Ternyata sepanjang tahun timnya membawa prototipe robot ke pikiran, dan hanya seminggu yang lalu melakukan uji coba lapangan pertama di pertanian.
Di bawah potongan adalah kisah tentang bagaimana seorang siswa robotika yang tumbuh di pertanian orang tua mengubah diploma universitas menjadi startup industri, mengumpulkan manipulator pertamanya dengan teman-teman, dan kemudian pergi ke tingkat program robot pertanian negara. Nah dan yang paling penting - daripada lengan besi robot dan visi mesin lebih baik daripada milkmaid hidup.
Alexey HakhunovMinggu ini kami menempatkan robot di peternakan dan memerah susu sapi pertama untuk mereka. Semuanya berjalan cukup menyenangkan. Keluarga kami memiliki perusahaan susu tempat saya bekerja sebelumnya. Terletak di distrik Sergiev Posad, desa Kuzmino. Kami punya seribu lima ratus sapi di sana. Ini adalah perusahaan besar.
Saya dididik dalam robotika. Secara alami, tangan yang gatal menggunakan pengetahuan teoretis dalam pertempuran. Saya melihat situasi dengan robot di bidang peternakan sapi perah dan sampai pada kesimpulan yang menarik. Semua robot yang ada - dan sekarang ada tiga produsen utama - diciptakan di Eropa, dan pasar Amerika atau Rusia sangat berbeda dari itu. Peternakan keluarga kecil dengan hingga 200 sapi adalah umum di Eropa. Di Rusia, Cina, dan Amerika, mereka sangat besar. Kami memiliki perusahaan di mana ada sekitar 50 ribu sapi. Pada saat yang sama, di Eropa, 40% pertanian adalah robot, dan di pasar lain, robotisasi tidak melebihi satu persen. Dan masalahnya adalah bahwa robot yang dibuat untuk pertanian kecil tidak disesuaikan dengan kenyataan yang besar.
Di Eropa, petani itu minum sendiri, memberi makan dan melakukan segalanya. Sapi harus diperah untuk pertama kalinya pada pukul lima atau enam pagi. Ini adalah proses yang kompleks - sangat kompleks. Untuk meringankan rasa sakit petani, mereka datang dengan robot yang membantu mengatasi ini, tetapi tidak memberikan manfaat ekonomi. Dibutuhkan hanya untuk memudahkan petani. Dan perusahaan besar diperlukan untuk mendapat untung. Biaya robot, produktivitas, rawatan, dan hal-hal lain harus memenuhi sejumlah besar standar industri.
Hampir semua robot yang ada datang dengan dokter hewan. Mereka tahu betul bagaimana cara bekerja dengan seekor sapi, tetapi banyak dari desain mereka tidak sempurna, berlebihan dan memiliki banyak kekurangan yang jelas.
Kami memutuskan untuk membuat robot dari desain industri, yang biayanya lebih murah daripada yang ada, tetapi akan memiliki teknologi terbaru dari bidang robotika dan memperhitungkan semua pengalaman dengan seekor sapi. Ada tujuan - itu masih harus diwujudkan.
Robot pemerahan
Menurut praktik modern di peternakan, sapi tidak memiliki tempat tetap - hanya seratus atau dua ratus sapi berjalan di sekitar pekarangan, dapat berbaring di kios apa pun, dan makan kapan saja. Robot ditempatkan di siklus yang sama, dan sapi datang ke sana sendiri.
Makanan sapi terdiri dari sejumlah besar komponen. Tetapi hal yang paling menyenangkan baginya adalah makan majemuk. Itu seperti manis bagi seseorang. Untuk menggerakkan sapi menjadi robot, mereka tidak memberinya makan pada waktu normal, tetapi hanya memberinya robot, dan dia datang ke sana untuk berpesta. Sampai kami melakukan ini, tidak ada motivasi normal untuk memerah susu sapi. Mereka mengalami stres akibat hal ini.
Robot pada dasarnya adalah satu kios tertutup. Itu memiliki dua pintu. Satu terbuka ketika sapi keluar, yang lain meluncurkan sapi berikutnya dan menutup.
Ada satu mitos yang suka diceritakan orang: seharusnya seekor sapi suka diperah oleh pemerah susu. Untuk dibelai, dicintai, dan hanya pada saat itulah dia akan memberikan banyak susu. Sebenarnya, ini omong kosong mutlak. Satu-satunya hal yang disukai sapi adalah kurangnya stres dan keterulangan yang absolut. Jika seekor sapi diberi makanan yang sama setiap hari, diperah dengan waktu yang sama, diberi jumlah air yang sama dan lebih disukai dipelihara pada suhu yang sama, dan tidak ada suara keras di sekitarnya - maka sapi akan memberikan jumlah susu yang maksimal, karena nyaman. Begitu faktor eksternal muncul, susu akan berkurang. Trik robot adalah mereka melakukan semua operasi yang benar-benar identik dari waktu ke waktu.
Sapi masuk, dia diberi makanan. Lengan manipulator ditempatkan di bawah sapi. Ada gelas memerah susu. Pertama dibersihkan, maka menetes pertama diperah sehingga sapi memulai proses hormonal pengiriman susu. Tetesan-tetesan ini dianalisis - apakah sapi itu memiliki penyakit, apakah semuanya sesuai dengannya. Setelah setengah menit, proses memerah susu itu sendiri dimulai.
Tangan mengambil cangkir teh, membawanya ke puting ambing. Di dalamnya ada monitor detak jantung, yang dengan frekuensi tertentu menghidupkan dan mematikan tekanan negatif. Dan ASI mulai menyusu.
Ada sensor yang memeriksa hunian. Ketika pasokan susu turun, maka sapi itu diperah. Cangkir pemerahan dimatikan, dan solusi khusus diterapkan pada ambing, yang "menutup" ambing. Setelah memerah susu, sapi memiliki saluran susu terbuka, dan infeksi tidak mungkin sampai di sana. Solusi dengan yodium mempertahankannya, seolah-olah.
Tidak ada yang mengendalikan robot, dia menjalani hidupnya. Dia tahu di mana kacamata itu - mereka selalu di satu tempat. Berikutnya adalah visi komputer. Robot tersebut memiliki kamera yang menerima gambar tiga dimensi dengan frekuensi tinggi. Algoritma melihat pada gambar di mana puting susu berada.
Semua gambar dalam skala abu-abu tidak berwarna, hanya spektrum dari hitam ke putih. Kamera 30 kali per detik mengambil apa yang terjadi di sekitarnya dengan resolusi yang cukup rendah - 420 hingga 340. Pada tahap pertama, kami hanya menanamkan orang yang menandai di mana puting ambing berada dalam gambar. Pertama, mereka melakukan segmentasi di mana seluruh puting susu berada, lalu di mana titik terendah paling ekstrem berada.
Saya harus mengumpulkan banyak data - kami menembak beberapa ribu sapi. Pada awalnya, jaringan konvolusional digunakan untuk gambar volumetrik, tetapi sangat sulit bagi konvolusi untuk belajar dari mereka - sejumlah besar data diperlukan. Oleh karena itu, mereka dipindahkan ke deteksi standar pada gambar datar, PyTorch diambil sebagai kerangka kerja.
Sejarah perkembangan
Orang tua saya adalah dokter hewan, dan untuk waktu yang lama hanya bekerja di pertanian kolektif. Pertama, ayah saya ditawari untuk menjadi wakil direktur perusahaan, dan kemudian memimpin perusahaan di lingkungan itu, mengembangkannya. Kami memiliki lelucon di keluarga kami bahwa petani kolektif bukanlah profesi, tetapi kondisi pikiran. Dari Maret hingga Oktober, pekerjaan dimulai pukul lima pagi dan tidak berakhir sampai pukul sembilan malam. Ini sangat sulit. Sesuatu terjadi sepanjang waktu.
Pertanian adalah industri yang ambigu, dan tidak berarti pertanian itu sangat moneter. Saya sama sekali tidak melihat diri saya sebagai petani. Ketika saudara saya dan saya pergi ke berbagai perusahaan di Eropa dan menganalisis robot, saya terkejut dengan kisah mereka tentang generasi. Sangat lucu ketika mereka berkata: “Saya telah menjalankan usaha ini selama 13 tahun setelah ayah saya. Kami tumbuh dengan baik. Kami memiliki 60 sapi - dan itu menjadi 70. Kami berkembang! " Ketika ayah saya mengambil alih perusahaan dalam dua ribu, ada seratus sapi. Sekarang ada seribu setengah, dan semua orang ragu apakah ini pertumbuhan yang memadai.
Saya belajar di salah satu siswa pendidikan jasmani terbaik di wilayah Moskow, di distrik Sergiev Posad, dan saya pasti harus menjadi seorang teknisi. Saya sangat suka pemrograman. Bahasa utama dalam fisika dan matematika adalah Pascal dan Delphi, dan saya tahu sedikit tentang C ++. Sekarang saya tidak mengerti caranya, tetapi kami berhasil melakukan banyak hal menarik di Pascal. Di kelas sembilan, guru memberi tahu kami, "Saya melarang Anda bermain game di kelas hanya jika Anda sendiri tidak menulisnya." Dan kami menulis beberapa dalam setahun. Pertama, mereka membuat ular, lalu tank, dan mereka bisa dimainkan di internet.
Untuk memasuki universitas, saya menulis beberapa olimpiade: MIPT, Baumanka. Saya bisa lakukan di mana saja, saya hanya bisa memilih. Saya membuka daftar semua spesialisasi yang ada di universitas, membaca, dan saya menjadi sangat bosan. Saya tidak ingin melakukan beberapa hal mendasar, saya ingin sesuatu yang lebih fokus pada latihan. Pilihannya secara bertahap jatuh pada Baumanka, bukan MIPT atau Universitas Negeri Moskow.
Robotika sepertinya kombinasi sempurna - Anda membuat sesuatu yang fisik, tetapi Anda dapat menulis kode dan melihat bagaimana itu ada di dunia nyata. Sayangnya, kami memiliki pendidikan robotika yang cukup lemah. Itu tidak bekerja di level sistem. Ketika Anda diberi daftar referensi, bukan satu buku pun yang berasal dari abad ke-21, buku itu sangat terdemotivasi. Kami diajarkan untuk mendesain, memecahkan masalah dalam hal termal dan kompromi. Dan robotika sungguhan harus diajarkan sendiri.
Ketika kami menyelesaikan diploma kami, saya memutuskan bahwa menulis biasa itu membosankan, dan saya perlu memilih sesuatu yang dapat digunakan nanti. Pada saat ini di tahun lalu, kami memulai proyek kami. Setelah pertahanan, mereka bahkan mengumpulkan tim teman-teman kecil. Seseorang terlibat dalam sirkuit, seseorang sedang pemrograman. Kami mengumpulkan banyak spesialisasi dan mulai membuat versi pertama.
Terinspirasi oleh ide-ide dari buku-buku, mereka memutuskan bahwa perlu untuk menyewa rumah di suatu tempat di luar Moskow dan untuk tinggal dan bekerja di sana sepanjang musim panas. Itu ide yang buruk! Enam orang yang tinggal di satu tempat tidak benar-benar mengikuti apa yang terjadi di sekitar, tetapi benar-benar bekerja keras.
Itu adalah sarang ... semua berturut-turut. Saya ingat saat yang lucu ketika vape mulai populer. Anda membuka ruangan tempat dua pengembang duduk, dan tidak ada yang terlihat di sana, tidak ada apa-apa! Masuklah dan pikirkan, tetapi apakah ada orang di sini?
Musim panas ini kami membuat sketsa manipulator yang sangat, sangat pertama. Beberapa detail pertama dibuat - kami hanya mengumpulkan gambar dan memesannya di lokasi produksi. Tentu saja, kami membuat jutaan kesalahan - sebelum kami memiliki desainer yang sangat tidak berpengalaman. Sekarang mereka menemukan spesialis robotika yang berkelas, dan mulai bergerak dari kelompok inisiatif garasi ke perusahaan yang produknya memenuhi standar industri dan persyaratan robotika modern.
Di dalam proyek, kami bahkan melakukan hal-hal tingkat rendah sendiri, karena semuanya memiliki spesifikasi sendiri dan produk yang ada tidak cocok untuk kami. Untuk memerah susu sapi, kita tidak dapat menggunakan manipulator 6 derajat industri standar yang ada. Mereka berlebihan untuk desain kami dan sangat mahal. Kami sekarang memiliki empat derajat kebebasan. Dan sepuluh kali lebih murah daripada manipulator industri.
Kami menulis semua sirkuit dengan pemrograman tingkat rendah, semua mikroprosesor, semua bagian desain dan perangkat lunak sendiri. Kami sendiri tidak memproduksi kecuali sensor, mesin, dan hal serupa lainnya.
Memberi makan robot, komidi putar, dan jatah pembelajaran mesin
Ketika kami mulai menyelam lebih keras, kami menyadari bahwa dengan robot pemerah susu tunggal Anda tidak dapat menutup semua kebutuhan peternakan. Oleh karena itu, dua produk ditambahkan.
Feedpusher
Ketika sapi-sapi diletakkan di peternakan, mereka makan melalui pemegang kepala - mereka menjulurkan kepala ke depan - ke tempat mereka diberi makan. Tetapi dalam fisiologi mereka, mereka terus-menerus mendorongnya kembali dan berhenti mendapatkannya, karena headholder membatasi gerakan mereka. Ternyata mereka memiliki satu meter pakan - mereka makan 30-40 cm, dan 60 lainnya di luar jangkauan.
Biasanya seseorang berjalan dengan sekop salju dan menggerakkan semuanya mundur. Tetapi seseorang memiliki kemampuan untuk melupakan, menjadi malas, melakukan yang buruk. Sapi pada saat ini mulai makan lebih sedikit - ini buruk. Untuk ini, mereka datang dengan robot jenis ini.
Tetapi sekali lagi, sebagian besar diciptakan di Eropa. Di sana mereka dirancang untuk bekerja hanya dalam satu halaman atau di ruangan yang sama. Di perusahaan besar, ada banyak pekarangan, biasanya tiga hingga lima peternakan besar berdiri di dekatnya, dengan berbagai cara digabungkan. Penekan umpan, seperti penyedot debu, bergerak di sepanjang jalurnya dan kembali ke stasiun pengisian.
Agar ini menjadi hemat biaya, satu robot harus melayani beberapa meter. Untuk memikirkan dan memperkenalkan pengumpan khusus juga mahal dan sulit. Pertama, konversi pertanian itu mahal, karena harus melakukan perbaikan besar. Kedua, di halaman banyak ruang kosong dibutuhkan - setidaknya untuk dilewati traktor. Karena itu, robot adalah solusi yang sederhana dan mulus.
Robotisasi Korsel
Ada panti pemerahan khusus, biasanya disebut komidi putar. Ini adalah roter besar, di mana dua puluh hingga empat puluh sapi berdiri. Berputar perlahan, dan ada operator dalam lingkaran. Pertama, mereka membersihkan ambing, memakai dan melepas peralatan. Tetapi mereka melakukannya dengan sangat lambat, dan korsel sering tidak digunakan.
Sekarang tidak mungkin untuk mengganti komidi putar ini dengan robot - sangat mahal. Kami membuat manipulator yang dapat dipasang pada semua jenis korsel, dan ini akan sangat mempercepatnya - hingga tiga puluh persen. Sudah dengan percepatan seperti itu, jumlah ternak dan jumlah sapi di peternakan bisa sangat meningkat.
Studi diet
Sekarang mereka mencoba memberi makan sapi sesuai dengan teori keseimbangan. Setiap sapi per liter susu membutuhkan sejumlah nutrisi, kilojoule energi, protein, lemak. Namun sama sekali tidak memperhitungkan karakteristik masing-masing sapi. Itu sama dengan memberi makan setiap orang sebagai pria paruh baya setinggi delapan puluh meter, seolah-olah semua orang memiliki metabolisme yang sama.
Kami menciptakan sistem yang menganalisis bagaimana sapi bereaksi terhadap berbagai komponen, berapa banyak susu yang diberikan dan kualitas apa itu. Berdasarkan ini, kami mengumpulkan diet yang benar saat ini untuk semua komponen.
Kami hanya mengambil jumlah input maksimum tentang bagaimana sapi diberi makan sebelumnya, berapa nilai energi masing-masing komponen. Kami mencoba membangun diet bukan untuk hasil susu maksimal, tetapi untuk profitabilitas maksimal perusahaan. Setiap komponen memiliki biaya sendiri, ditambah kita tahu berapa biaya satu liter, dan kami ingin menemukan keseimbangan ketika sapi memberi banyak susu, tetapi biayanya cukup rendah.
Seekor sapi memberi hingga 13 ribu liter setahun. Tetapi dengan susu seperti itu, biaya satu liter, misalnya, 25 rubel. Jika Anda membuat ransum delapan setengah ribu liter, maka harga biayanya bisa sekitar 12 rubel, dan margin secara signifikan lebih tinggi daripada, dalam versi dengan maksimalisasi produksi susu. Diperlukan model untuk menemukan keseimbangan.
Tetapi ada batasan dalam pengujian yang mudah diabaikan. Sapi tidak dapat dihilangkan dan komponen ditambahkan dengan cepat karena mereka menghasilkan enzim dalam perut mereka yang bertanggung jawab untuk pemecahan, misalnya, gandum. Dan komponen baru tidak akan dicerna pada awalnya jika Anda mengenalkannya secara tiba-tiba. Pada manusia, omong-omong, ia bekerja dengan cara yang sama. Ketika kita makan makanan yang sama, kita mencernanya dengan sangat baik.
Investasi dan sikap pemerintah
Waktu itu saya punya dana sendiri. Kami pertama kali hidup dengan mereka. Ini adalah masa yang sangat gelap. Terkadang tidak mungkin untuk membayar gaji sama sekali. Seorang pria memiliki pinjaman untuk mobil, dan pada awal bulan saya melemparkannya 12 ribu kartu sehingga dia akan membayar bank. Kemudian ternyata untuk menarik uang, kami menjadi finalis Desa Statrtup di Skolkovo, menjadi lebih mudah.
Pada saat yang sama, kami menjadi penduduk di Skolkovo, karena saya mencoba membayar gaji putih. Skolkovo memberikan preferensi pajak untuk ini, ditambah kami berharap mendapatkan hibah. Tapi ada semacam celah. Untuk menerima hibah untuk produk pertama di Skolkovo, produk tersebut harus sudah memiliki uang. Bagaimana mengatasinya ketika tidak ada uang dan ada keinginan untuk melakukannya tidak bisa dipahami.
Sekarang, saya pikir, kita masih memiliki setidaknya enam bulan untuk saat ketika kita mulai menjual robot dan ini semua akan berubah menjadi bisnis yang berjalan. Istilah ini terkait dengan spesifikasi bekerja dengan besi. Ini memiliki siklus produksi yang panjang, pengujian, sertifikasi. Tapi sekarang kami sangat menyadari semua kepemilikan pertanian terbesar, semua kepala kepemilikan pertanian ini, dan kami berhubungan dengan semua orang. Saya berharap masalah serius tidak lagi muncul.
Tentu saja setiap orang memiliki konservatisme. Tapi di sini perlu untuk tidak memberi tahu, tetapi untuk menunjukkan. Oleh karena itu, kami melakukan pekarangan pertama di tempat kami sehingga Anda dapat memegang tangan dan menunjukkan bahwa ini adalah robot, inilah caranya susu, inilah ekonominya.
Kami percaya ada banyak prasyarat untuk menangani proyek kami. Yang pertama adalah dukungan pemerintah. Robot disubsidi, mereka memiliki sewa, banyak preferensi pajak. Negara mendukung transisi ke robotika pertanian. Ada beberapa program di mana negara melakukan hampir semua hal sehingga Anda dapat membeli dan menginstal robot untuk diri sendiri.
Masalahnya adalah orang tidak mau tinggal di desa. Desa ini tidak sempurna sebagai tempat hidup, tidak mungkin membangun infrastruktur normal di sana. Robotisasi adalah jalan keluarnya.
Tentu saja, ketika perusahaan memiliki 20 robot, ada juga spesialis yang akan melayani mereka. Robotisasi tidak membersihkan pekerjaan, tetapi meningkatkan efisiensi perusahaan. Biasanya di tempat karyawan yang terlibat dalam pemerahan, yang lain muncul - mereka yang berinteraksi dengan robot. Kami telah memilih beberapa perguruan tinggi pertanian yang baik di mana kami ingin membuka departemen di mana mereka akan mengajarkan orang bagaimana menggunakan robot. Artinya, bersama dengan penjualan robot, kami akan memberikan pekerjaan kepada orang-orang.
Orang tua saya adalah skeptis terbesar dari semua dan dukungan terbesar pada saat bersamaan.
Sebelumnya, tidak peduli apa yang mereka tanyakan kepada saya, apa yang saya lakukan, semua rapat dan rapat - pekerjaan dalam bisnis itu aneh, itu benar-benar hanya terdiri dari pertemuan. Awalnya mereka bercanda tentang hal itu. Tetapi tingkat keseriusan pertemuan meningkat, orang-orang yang kami temui lebih dingin dan lebih serius. Dan lambat laun skeptisisme menghilang. Hanya ada keyakinan bahwa semuanya akan berhasil.