Pada 2017, media mendengar cerita yang sangat menarik tentang startup yang membobotkan sapi perah di peternakan sapi perah industri. Perusahaan bernama R-SEPT, dan saat itu menerima 10 juta rubel investasi. Tapi satu tahun telah berlalu, dan masih belum ada berita tentang apa yang terjadi selanjutnya. Kami menghubungi Aleksey Khakhunov (AlexeiHahunov), pendiri startup, dan mendiskusikan perkembangannya. Ternyata sepanjang tahun timnya mendapatkan prototipe robot, dan hanya seminggu yang lalu mereka melakukan uji lapangan pertama mereka di pertanian.
Di bawah potongan ada cerita tentang seorang siswa robot yang tumbuh di pertanian orang tuanya, mengubah diploma Universitas menjadi startup industri, ketika ia mengumpulkan manipulator pertama dengan teman-temannya, dan kemudian ditingkatkan ke tingkat program negara untuk robotisasi pertanian. Dan yang paling penting adalah bagaimana tangan besi dari robot dan visi mesin lebih baik dari pada milkmaid hidup.
Alexei KhakhunovMinggu ini kami memasok robot ke peternakan dan memerah susu sapi pertama. Segalanya menjadi sangat lucu. Keluarga kami memiliki perusahaan susu tempat saya dulu bekerja. Terletak di distrik Sergiev Posad, desa Kuzmino. Kami punya seribu lima ratus sapi di sana. Ini adalah perusahaan besar.
Saya mendapat gelar dalam bidang robotika. Secara alami, saya sangat ingin menggunakan pengetahuan teoretis saya dalam tindakan. Saya mempelajari 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. Di Eropa, peternakan keluarga kecil hingga 200 sapi cukup luas. Di Rusia, Cina, dan Amerika, pertanian sangat besar. Kami memiliki perusahaan di mana ada sekitar 50 ribu sapi. Pada saat yang sama, di Eropa, 40% pertanian di robotisasi, dan di pasar lain robotisasi tidak melebihi 1%. Dan masalahnya adalah bahwa robot yang dibuat untuk pertanian kecil tidak disesuaikan sama sekali dengan realitas pertanian besar.
Di Eropa, petani itu sendiri adalah susu, memberi makan ternak, dia melakukan segalanya. Sapi harus diperah untuk pertama kalinya pada pukul lima atau enam pagi. Ini adalah proses yang rumit - ini benar-benar rumit. Untuk meringankan rasa sakit petani, mereka datang dengan robot yang membantu mengatasinya, tetapi secara ekonomi tidak memberi manfaat. Dia hanya membuat hidup lebih mudah bagi petani. Dan perusahaan besar membutuhkan mereka untuk mendapat untung. Biaya robot, kinerja, rawatan, dan hal-hal lain harus memenuhi sejumlah besar standar industri.
Hampir semua robot yang ada ditemukan oleh dokter hewan. Mereka tahu betul bagaimana cara bekerja dengan sapi, tetapi banyak dari desain mereka yang tidak sempurna, mereka ternyata berlebihan dan memiliki banyak kekurangan yang jelas.
Kami memutuskan untuk membuat robot desain industri, yang biayanya lebih murah daripada yang ada, tetapi itu akan menjadi teknologi terbaru di bidang robotika, dan semua pengalaman bekerja dengan sapi akan diperhitungkan. Jadi, ada tujuan yang tersisa untuk diimplementasikan.
Robot untuk memerah susu
Menurut praktik modern di peternakan, sapi tidak memiliki tempat tetap tertentu: hanya saja seratus atau dua ratus sapi berjalan di sekitar halaman, mereka dapat berbaring di warung apa pun, makan kapan saja. Robot diletakkan dalam siklus yang sama, dan sapi datang ke sana sendiri.
Makanan sapi terdiri dari sejumlah besar komponen. Tetapi pakan adalah yang paling menyenangkan bagi seekor sapi. Itu seperti rasa manis seorang pria. Untuk menggerakkan sapi menjadi robot, mereka tidak memberinya makan pada waktu biasa, itulah yang dilakukan robot, dan sapi datang ke sana untuk makan. Sampai kami mulai melakukannya, mereka tidak termotivasi untuk datang untuk memerah susu. Mereka tertekan karenanya.
Robot pada dasarnya adalah satu kios tertutup. Itu memiliki dua pintu. Satu terbuka ketika sapi keluar, yang lain membiarkan sapi berikutnya masuk dan menutup.
Ada mitos yang suka diceritakan orang: katanya, sapi suka diperah oleh pemerah susu. Untuk dibelai, dicintai - dan hanya dengan cara itu akan menghasilkan banyak susu. Sebenarnya, itu omong kosong mutlak. Satu-satunya hal yang disukai seekor sapi adalah kurangnya stres dan pengulangan yang absolut. Jika sapi diberi ransum yang sama setiap hari, diperah dalam waktu yang sama, diberi jumlah air yang sama, dan lebih disukai suhu yang sama dipertahankan, dan tidak ada suara keras di sekitarnya, maka sapi akan memberikan jumlah susu yang maksimal, karena rasanya nyaman. Begitu faktor eksternal muncul, itu akan memberikan lebih sedikit susu. Trik robot adalah mereka melakukan semua operasi dengan cara yang sama.
Seekor sapi masuk, lalu diberi makanan. Lengan manipulator diletakkan di bawah sapi. Ada cangkir dot. Pertama, dibersihkan, kemudian goresan pertama ditangani sehingga proses hormonal pelepasan susu dimulai pada sapi. Aliran-aliran ini dianalisis - apakah seekor sapi memiliki penyakit, apakah rasanya baik-baik saja. Dalam setengah menit proses pemerahan dimulai.
Tangan mengambil cangkir dot, membawanya ke puting ambing. Di dalamnya ada monitor detak jantung, yang dengan frekuensi tertentu menghidupkan dan mematikan tekanan negatif. Dan itu mulai menyedot susu.
Ada sensor yang memeriksa hunian. Ketika pasokan susu turun, itu berarti sapi sudah naik. Cangkir dot disingkirkan dan solusi khusus diterapkan pada ambing untuk "menutupnya". Setelah memerah susu, saluran susu tetap terbuka, dan infeksi tidak boleh masuk ke dalamnya. Solusi yodium mempertahankannya.
Tidak ada yang mengendalikan robot, ia hidup sendiri. Ia tahu di mana cangkir-cangkir itu berada, mereka selalu berada di tempat yang sama. Kemudian visi komputer bekerja. Robot tersebut memiliki kamera yang menerima gambar tiga dimensi dari frekuensi tinggi. Algoritma mencari dalam gambar, di mana putingnya.
Semua gambar dalam skala abu-abu - tidak ada warna, hanya spektrum dari hitam ke putih. Kamera memotret apa yang terjadi sekitar 30 kali per detik dengan resolusi yang cukup rendah - 420 hingga 340. Pada tahap pertama, kami hanya membuat orang menandai tempat di mana dot ambing berada dalam gambar. Pertama, mereka membagi tempat di mana seluruh dot berada, lalu - di mana titik terendah berada.
Kami harus mengumpulkan banyak data - kami mengambil foto beberapa ribu sapi. Pada awalnya, jaringan convolutional digunakan untuk gambar "berat", tetapi sangat sulit bagi convolutions untuk belajar dari mereka - Anda akan membutuhkan sejumlah besar data. Oleh karena itu, mereka dipindahkan ke deteksi standar pada gambar datar, mereka mengambil PyTorch sebagai kerangka kerja.
Sejarah perkembangan
Orang tua saya adalah dokter hewan, dan untuk waktu yang lama mereka hanya bekerja di pertanian kolektif. Pertama, ayah saya mendapat tawaran untuk menjadi Wakil Direktur perusahaan, dan kemudian memimpin perusahaan di lingkungan itu, untuk mengembangkannya. Dalam keluarga kami, ada lelucon bahwa petani kolektif bukanlah profesi, tetapi kondisi pikiran. Dari Maret hingga Oktober, pekerjaan dimulai pukul lima pagi dan tidak berhenti sampai pukul sembilan malam. Itu sulit. Sesuatu terjadi sepanjang waktu.
Pertanian adalah industri yang ambigu, dan bukan untuk mengatakan bahwa itu sangat moneter. Saya tidak melihat diri saya bekerja di pertanian. Ketika saudara saya dan saya mengunjungi berbagai perusahaan di Eropa dan menganalisis robot, saya selalu dikejutkan oleh kisah mereka tentang generasi. Sangat lucu ketika mereka berkata: "Saya telah mengelola perusahaan ini selama 13 tahun setelah ayah saya. Kami tumbuh dengan sangat baik. Kami punya 60 sapi, dan kemudian ada 70 ekor. Kemajuan! " Ketika ayah saya mendapatkan perusahaan itu pada tahun 2000, ada 100 ekor sapi. Sekarang ada 1.500 dari mereka, dan semua orang ragu, apakah itu pertumbuhan yang memadai.
Saya belajar di salah satu sekolah fisik terbaik di wilayah Moskow, di distrik Sergiev-Posad, dan saya seharusnya menjadi seorang teknisi. Saya sangat suka pemrograman. Bahasa utama di sekolah fisik adalah Pascal dan Delphi, dan saya tahu sedikit C ++. Sekarang saya tidak mengerti caranya, tetapi kami berhasil melakukan banyak hal menarik dengan Pascal. Di kelas sembilan, guru memberi tahu kami, "Saya melarang Anda bermain game di kelas kecuali Anda menulisnya sendiri." Dan kami menulis beberapa dalam setahun. Pertama kita membuat "Snake" kita sendiri, lalu "Panzers". Selain itu, Anda bisa bermain dalam mode multi-pemain.
Sebelum saya masuk universitas, saya telah menulis beberapa olimpiade: MIPT, BMSTU. Saya bisa belajar di mana saja, saya hanya harus memilih. Saya membuka daftar semua jurusan universitas, membacanya, dan saya sangat bosan. Saya tidak ingin melakukan hal-hal mendasar, saya menginginkan sesuatu yang lebih berorientasi pada latihan. Pilihannya secara bertahap jatuh pada Baumanka, bukan MIPT atau MSU.
Robotika tampak seperti kombinasi yang sempurna, ketika Anda membuat sesuatu yang fisik, tetapi Anda dapat menulis kode dan melihat cara kerjanya di dunia nyata. Sayangnya, kami memiliki pendidikan yang agak lemah dalam robotika. Itu tidak bekerja di tingkat sistem. Ketika mereka memberi Anda daftar referensi, tidak ada buku yang berasal dari abad ke-21, itu sangat mendemotivasi. Kami diajarkan untuk mendesain, mengerjakan tugas-tugas mekanika teoretis dan ketahanan material. Dan kami harus belajar sendiri robotika yang sebenarnya.
Ketika kami sedang melakukan tesis pascasarjana kami, saya memutuskan bahwa menulis yang teratur itu membosankan, dan saya harus memilih sesuatu yang bisa saya gunakan nanti. Pada titik ini di tahun terakhir kami, kami memulai proyek kami. Setelah pertahanan bahkan telah mengumpulkan tim teman-teman kecil. Seseorang terlibat dalam desain sirkuit, seseorang dalam pemrograman. Kami membuat tim sesuai jurusan kami dan mulai membuat versi pertama.
Terinspirasi oleh ide-ide dari buku-buku itu, kami memutuskan untuk menyewa rumah di suatu tempat di luar Moskow dan tinggal dan bekerja di sana sepanjang musim panas. Itu ide yang buruk! Enam orang yang tinggal di tempat yang sama, tidak pandai menonton apa yang terjadi di sekitar, tetapi bekerja sangat banyak.
Itu adalah sarang ... segalanya sekaligus. Saya ingat momen lucu ketika vape mulai populer. Anda membuka ruangan, di mana dua pengembang duduk, dan Anda tidak bisa melihat apa-apa, tidak ada apa-apa! Anda masuk dan berpikir, "Apakah ada orang di sini?"
Musim panas itu kami membuat sketsa manipulator pertama. Kami membuat beberapa detail pertama - kami hanya mengumpulkan gambar dan memesannya pada produksi. Tentu saja, kami membuat jutaan kesalahan - kami dulu memiliki desainer yang sangat tidak berpengalaman. Sekarang kami telah menemukan spesialis hebat dalam robotika, dan mulai bergerak dari grup inisiatif garasi ke perusahaan yang produknya memenuhi standar industri dan persyaratan modern robotika.
Di dalam proyek, kami bahkan melakukan hal-hal yang sangat sangat rendah pada tingkat kami sendiri, karena semuanya memiliki spesifikasi sendiri, dan produk yang ada tidak cocok untuk kami. Untuk memerah susu sapi, kita tidak bisa 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 konstruksi dan perangkat lunak. Kami tidak memproduksi sensor, motor dan hal-hal seperti itu.
Robot untuk memberi makan, komidi putar, dan jatah sedang belajar mesin
Ketika kami mulai menyelam lebih dalam, kami menyadari bahwa satu robot untuk memerah susu tidak dapat memenuhi semua kebutuhan pertanian. Karena itu, kami menambahkan dua produk lagi.
Feedpusher
Ketika mereka memberi makan kepada sapi-sapi di peternakan, sapi-sapi itu makan melalui pemegang kepala - mereka memasukkan kepala mereka ke tempat pakan mereka tersebar. Tetapi karena fisiologi mereka, mereka terus-menerus mendorongnya menjauh dan akhirnya tidak dapat mencapainya, karena headholder membatasi gerakan mereka. Ternyata mereka memiliki satu meter makanan. Mereka makan 30-40 cm, dan 60 cm lainnya di luar jangkauan.
Biasanya ada orang yang berjalan dengan sekop salju dan memindahkan semuanya ke belakang. Tetapi seseorang cenderung lupa, malas, berbuat buruk. Seekor sapi pada saat ini mulai makan lebih sedikit, yang buruk. Itu sebabnya mereka datang dengan robot jenis ini.
Tetapi sekali lagi, kebanyakan dari mereka diciptakan di Eropa. Di sana, mereka dirancang untuk bekerja semua dalam satu halaman atau dalam satu ruangan. Di perusahaan besar, ada banyak halaman, biasanya tiga hingga lima peternakan besar yang berdiri berdampingan, disatukan dengan cara yang berbeda. Feedpusher, seperti penyedot debu, mengikuti lintasannya dan kembali ke stasiun pengisian.
Agar ini menjadi hemat biaya, satu robot harus melayani beberapa meter. Juga mahal dan sulit untuk menciptakan dan memperkenalkan pengumpan khusus. Pertama-tama, mahal untuk melengkapi kembali pertanian, karena Anda harus melakukan perbaikan besar. Kedua, halaman membutuhkan banyak ruang bebas, setidaknya untuk traktor untuk mengemudi. Karena itu, robot adalah solusi yang sederhana dan mulus.
Robotisasi komidi putar
Ada ruang pemerahan khusus, biasanya mereka disebut komidi putar. Ini adalah roter besar dengan dua puluh hingga empat puluh sapi. Perlahan-lahan berputar, dan ada operator dalam lingkaran. Pertama, mereka membersihkan ambing, memakai dan melepas perangkat. Tetapi mereka melakukannya dengan sangat lambat, dan korsel sering tidak digunakan.
Mustahil untuk mengganti komidi putar ini dengan robot sekarang - harganya sangat mahal. Kami membuat manipulator yang dapat dipasang pada semua jenis korsel, dan ini akan mempercepatnya dengan sangat cepat, sekitar tiga puluh persen. Sudah dengan percepatan ini, Anda dapat meningkatkan ternak dan jumlah sapi di peternakan.
Studi diet
Saat ini, mereka mencoba memberi makan sapi sesuai dengan teori keseimbangan. Setiap sapi membutuhkan sejumlah nutrisi, kilojoule energi, protein, dan lemak per liter susu. Tetapi karakteristik masing-masing sapi sama sekali tidak diperhitungkan. Ini seperti memberi makan setiap orang, seperti pria paruh baya, setinggi enam kaki, seperti semua orang memiliki metabolisme yang sama.
Kami membuat sistem yang menganalisis bagaimana sapi bereaksi terhadap komponen yang berbeda, berapa banyak susu yang diberikan dan apa kualitasnya. Berdasarkan ini, kami memilih diet yang benar saat ini untuk semua komponen.
Kami hanya mengambil jumlah maksimum data input tentang bagaimana sapi diberi makan sebelumnya, berapa nilai energi masing-masing komponen. Kami mencoba membangun diet bukan untuk hasil susu maksimal, tetapi untuk keuntungan maksimal perusahaan. Setiap komponen memiliki biaya sendiri, ditambah kita tahu berapa biaya satu liter, dan kami ingin menemukan keseimbangan ketika sapi memberikan banyak susu, tetapi biayanya cukup rendah.
Seekor sapi memberi hingga 13 ribu liter susu per tahun. Tetapi pada hasil susu seperti itu, satu liter akan menelan biaya, misalnya, 25 rubel. Jika Anda melakukan diet selama delapan setengah ribu liter, biayanya bisa sekitar 12 rubel, dan marginalitasnya jauh lebih tinggi daripada di versi dengan maksimalisasi produksi susu. Diperlukan model untuk menemukan keseimbangan.
Tetapi ada batasan dalam pengujian yang mudah diabaikan. Komponen tidak dapat dihapus atau ditambahkan dengan cepat untuk sapi, karena mereka menghasilkan enzim dalam lambung yang bertanggung jawab untuk penguraian gandum, misalnya. Dan komponen baru tidak akan dicerna terlebih dahulu jika Anda memperkenalkannya dengan tajam. Omong-omong, itu bekerja dengan cara yang sama untuk seseorang. Ketika kita makan makanan yang sama, kita mencernanya dengan sangat baik.
Investasi dan sikap negara
Saat itu, saya punya uang sendiri. Pertama kita hidup di sana. Ini adalah masa yang sangat gelap. Terkadang tidak mungkin untuk membayar gaji sama sekali. Seorang pria memiliki pinjaman mobil, dan saya memberinya 12 ribu pada awal setiap bulan, sehingga ia bisa membayar bank. Kemudian kami berhasil 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 mendapatkan hibah untuk produk pertama di Skolkovo, produk tersebut harus sudah memiliki uang. Bagaimana mengatasinya ketika Anda tidak punya uang, hanya keinginan untuk menciptakan - itu tidak jelas.
Sekarang, saya pikir kita memiliki setidaknya enam bulan lagi sampai kita mulai menjual robot dan semuanya berubah menjadi bisnis yang berjalan. Istilah ini terkait dengan spesifikasi bekerja dengan besi. Ini memiliki siklus produksi yang panjang, pengujian, sertifikasi. Tetapi sekarang kita tahu semua kepemilikan pertanian utama, semua kepala kepemilikan pertanian ini, dan kita tetap berhubungan dengan semuanya. Saya harap tidak akan ada masalah serius.
Tentu saja semua orang agak konservatif. Tetapi dalam hal ini, Anda sebaiknya menunjukkan daripada memberi tahu. Oleh karena itu, kami membuat halaman pertama di tempat kami, sehingga kami dapat mengambil seseorang dengan tangan dan menunjukkan semuanya - ini adalah robot, inilah caranya susu, inilah ekonominya.
Kami percaya ada banyak prasyarat untuk bergabung dengan proyek kami. Yang pertama adalah dukungan pemerintah. Robot disubsidi, ada sewa, ada banyak preferensi pajak. Pemerintah mendukung transisi ke pertanian robotik. Ada beberapa program di mana negara melakukan hampir semua hal, sehingga Anda dapat membeli robot.
Masalahnya adalah orang tidak mau tinggal di desa. Desa ini bukan tempat yang sempurna untuk hidup, tidak mungkin untuk membangun infrastruktur normal di sana. Robotika adalah jalan keluarnya.
Tentu saja, ketika ada 20 robot di perusahaan, spesialis diperlukan untuk perawatan. Robotisasi tidak menghilangkan pekerjaan, tetapi meningkatkan efisiensi perusahaan. Biasanya alih-alih karyawan yang terlibat dalam pemerahan, ada yang berinteraksi dengan robot. Kami telah memilih beberapa perguruan tinggi pertanian yang baik, di mana kami ingin membuka departemen, mereka akan mengajar orang untuk menangani robot. Itu berarti bahwa kami akan menjual robot dan menciptakan lapangan kerja bagi orang-orang pada saat yang sama.
Orang tua saya adalah skeptis terbesar dari semua dan dukungan terbesar pada saat bersamaan. Sebelumnya, setiap kali mereka bertanya kepada saya apa yang saya lakukan, itu semua adalah pertemuan dan lebih banyak pertemuan - bekerja dalam bisnis itu aneh, itu hanya terdiri dari pertemuan. Awalnya, mereka mengolok-oloknya. Tetapi pertemuan itu semakin serius. Orang-orang yang kami temui semakin dingin dan lebih serius. Dan lambat laun skeptisisme telah hilang. Hanya ada keyakinan bahwa semuanya akan berjalan dengan baik.