2017年，媒体听到了一个非常有趣的故事，关于一家在工业奶牛场对奶牛进行机器人化处理的初创公司。 该公司称为R-SEPT，当时获得了1000万卢布的投资。 但是一年过去了，关于进一步发生的事情仍然没有消息。 我们联系了创业公司的创始人Aleksey Khakhunov（AlexeiHahunov），并讨论了开发情况。 事实证明，他的团队整整一年都在塑造机器人的原型，就在一周前，他们在农场进行了首次现场测试。
在削减的内容下，有一个故事讲述了一个机器人学生在他父母的农场长大，将大学文凭变成了一家工业初创公司，因为他和朋友们收集了第一批机械手，然后将其扩大到国家计划的水平。农业机器人化。 最重要的是，机器人的铁腕和机器视觉比活着的挤奶女工更好。
阿列克谢·哈库诺夫（Alexei Khakhunov）本周，我们将机器人提供给了农场，并为第一头母牛挤奶。 一切都变得很有趣。 我们一家人有一家乳品公司，我曾经在那儿工作。 它位于库兹米诺村的Sergiev Posad区。 我们那里有一千五百头牛。 这是一家大型企业。
我获得了机器人学学位。 自然地，我渴望将自己的理论知识运用到行动中。 我用机器人技术研究了奶牛养殖领域的情况，得出了一个有趣的结论。 现有的所有机器人-现在有三个主要制造商-在欧洲制造，而美国或俄罗斯的市场则大不相同。 在欧洲，多达200头奶牛的小型家庭农场相当普遍。 在俄罗斯，中国和美国，农场很大。 我们有一家企业，那里大约有5万头奶牛。 同时，在欧洲，有40％的农场是机械化的，在其他市场中，机械化的比例不超过1％。 问题是为小型农场生产的机器人根本无法适应大型农场的实际情况。
在欧洲，农夫自己挤牛奶，喂牛，做任何事情。 母牛必须在早上五六点首次挤奶。 这是一个复杂的过程-这确实很复杂。 为了减轻农民的痛苦，他们想出了一个机器人来应对，但在经济上没有任何好处。 他只是使农民的生活更轻松。 大型企业需要它们来获利。 机器人的成本，性能，可维护性等必须满足大量的工业标准。
几乎所有现有的机器人都是由兽医发明的。 他们非常了解如何与母牛合作，但是他们的许多设计都不完美，结果显得多余，并且存在许多明显的缺点。
我们决定创建一种工业设计的机器人，该机器人的成本将低于现有的机器人，但它将成为机器人技术领域的最新技术，并且将考虑所有与奶牛合作的经验。 因此，还有一个目标需要实现。
挤奶机器人
根据农场的现代做法，奶牛没有固定的位置：只是一百两百头奶牛在院子里走来走去，它们可以躺在任何摊位中，随时进食。 机器人处于相同的周期，而母牛本身也在那里。
母牛的饮食包括非常多的成分。 但是饲料是母牛最喜欢的。 对男人来说就像甜蜜。 为了将牛送入机器人，他们通常不会喂它，这是机器人所做的，牛便到那里吃饭。 在我们开始做之前，他们没有动力来挤奶。 他们对此感到压力。
该机器人实质上是一个封闭的摊位。 它有两个门。 一头在母牛出来时打开，另一头让下一头母牛进入并关闭。
人们喜欢讲一个神话：据称，母牛喜欢被挤奶的人挤奶。 被抚摸，被爱-只有这样，它才能提供大量的牛奶。 实际上，这绝对是胡说八道。 母牛喜欢的唯一一件事就是缺乏压力和绝对的可重复性。 如果每天给母牛喂相同的定量，相同的牛奶，相同的水量，并且最好保持相同的温度，并且周围没有大声的噪音，那么母牛将提供最大量的牛奶，因为感觉很舒服。 一旦出现任何外部因素，它将减少牛奶的摄入量。 机器人的诀窍是它们完全以相同的方式执行所有操作。
一头母牛进来，然后给它食物。 将操纵臂放在牛的下方。 有一个奶头杯。 首先，将其清洗干净，然后处理第一个条纹，以便从奶牛处开始释放激素的荷尔蒙过程。 分析这些流-母牛是否有任何疾病，感觉是否还好。 半分钟后，挤奶过程开始。
手拿起奶头杯，将它们带到乳房的奶头上。 里面有一个心率监测器，它以一定的频率打开和关闭负压。 然后开始吸牛奶。
有一个传感器可以检查占用情况。 当牛奶供应下降时，这意味着母牛已经上升。 将奶杯放好，对乳房应用特殊的解决方案以“封闭”它。 挤奶后，牛奶通道保持打开状态，切勿感染。 碘溶液可以保存它。
没有人控制机器人，它过着自己的生活。 它知道杯子在哪里，它们总是在同一地方。 然后计算机视觉起作用。 机器人具有一个摄像头，可接收高频的三维图像。 算法是在图片中搜索乳头所在的位置。
所有图片都是灰度的-没有颜色，只有从黑色到白色的光谱。 相机以相当低的分辨率-420至340每秒拍摄大约30次所发生的事情。在第一阶段，我们只是让人们标记出乳头在照片中的位置。 首先，他们将整个奶嘴的位置进行了细分，然后-定位了最低点。
我们必须收集大量数据-我们为数千头奶牛拍照。 最初，将卷积网络用于“大量”图像，但是卷积很难从中学习—您需要大量数据。 因此，它们以PyTorch为框架，被转移到平面图像上的标准检测中。
发展历程
我的父母是兽医，很长一段时间他们只是在集体农场工作。 首先，我父亲得到了聘请成为企业副总监的要约，然后要领导附近的企业发展。 在我们家庭中，有一个笑话说集体农民不是一种职业，而是一种心态。 从三月到十月，工作从早上五点开始，直到晚上九点才停止。 好难 全天候发生事情。
农业是一个模棱两可的产业，更不用说它是强有力的货币了。 我看不到自己在农业上工作。 当我和我的兄弟访问欧洲的不同企业并分析机器人时，我总是对他们关于几代人的故事感到惊讶。 他们说：“父亲去世后，我已经经营这家企业已有13年了。 我们成长很好。 我们有60头奶牛，然后有70头。 进步！” 当我父亲于2000年创办这家企业时，那里有100头奶牛。 现在有1500个，每个人都怀疑它是否足够增长。
我曾在莫斯科地区Sergiev-Posad区的一所顶级体育学校学习，我绝对应该成为一名技术专家。 我真的很喜欢编程。 物理学校的主要语言是Pascal和Delphi，我知道一些C ++。 现在我不知道如何，但是我们设法用Pascal做了很多有趣的事情。 在九年级，老师告诉我们：“除非您自己编写游戏，否则我禁止您在课堂上玩游戏。”而且我们一年内写了一些游戏。 首先，我们制作了自己的“ Snake”，然后制作了“ Panzers”。 此外，您可以在多人游戏模式下玩。
在进入大学之前，我曾写过几本奥林匹克竞赛：MIPT，BMSTU。 我可以在任何地方学习，我只需要选择。 我打开了大学所有专业的名单，阅读了这些书后，我感到无聊。 我不想做任何基本的事情，我想要一些更注重实践的东西。 选择逐渐落在Baumanka，而不是MIPT或MSU。
当您创建物理物体时，机器人技术似乎是一个完美的组合，但是您可以编写代码并查看其在现实世界中的工作方式。 不幸的是，我们对机器人技术的教育还很薄弱。 它在系统级别不起作用。 当他们给您提供参考文献列表时，没有书可追溯到21世纪，这非常令人沮丧。 我们被教导设计，完成理论力学和材料抵抗力方面的任务。 而且，我们必须自己学习真正的机器人技术。
当我们做研究生论文时，我认为写常规论文很无聊，我不得不选择以后可以使用的东西。 在去年的这一点上，我们开始了我们的项目。 防御后甚至聚集了一小队朋友。 有人从事电路设计，有人从事编程。 我们根据专业选择了一个团队，并开始制作第一个版本。
受书中想法的启发，我们决定应该明确地在莫斯科以外的地方租一间房子，并在整个夏天在那里生活和工作。 那是一个可怕的主意！ 六个人住在同一个地方，虽然不太擅长观察周围发生的事情，但确实工作很多。
一下子变成了一切……的温床。 我记得vape越来越受欢迎的有趣时刻。 打开房间，两个开发人员坐在那里，什么也看不到，什么都看不到！ 你进来想，“这里有人吗？”
那个夏天，我们制作了机械手的第一个草图。 我们做了一些最初的细节-我们只是收集图纸并在生产中订购它们。 当然，我们犯了上百万个错误-我们曾经有非常缺乏经验的设计师。 现在，我们已经找到了一名出色的机器人专家，并开始从一个车库创始团队转变为一家产品符合工业标准和现代机器人要求的公司。
在项目内部，我们甚至自己做非常底层的事情，因为所有内容都有自己的特性，而现有产品不适合我们。 为了挤牛奶，我们不能使用现有的标准工业6度操纵器。 它们对于我们的设计是多余的，而且非常昂贵。 我们现在有四个自由度。 它比任何工业机械手便宜十倍。
我们使用低级编程，所有微处理器，所有结构和软件部分来编写所有电路。 我们不生产传感器，马达和类似的东西。
机器学习用于喂养，传送带和口粮的机器人
当我们开始更深入地潜水时，我们意识到一个挤奶机器人无法满足农场的所有需求。 因此，我们又添加了两个产品。
给料机
当他们将饲料喂给农场中的母牛时，母牛通过头架进食-他们将头伸到饲料分散的地方。 但是由于生理原因，他们不断将其推开，最终无法达到，因为头部固定器限制了其运动。 原来他们有一米的食物。 他们吃30-40厘米，另外60厘米则遥不可及。
通常会有一个人用雪铲行走并将所有东西向后移动。 但是一个人往往会忘记，懒惰，做得不好。 此时的母牛开始少吃，这是不好的。 这就是为什么他们想出这种机器人的原因。
但同样，它们大多数是在欧洲创建的。 在那里，它们被设计成可以在一个院子或一个房间中全部工作。 在大型企业中，有许多院子，通常是三到五个彼此相邻的大型农场，以不同的方式结合在一起。 送料器就像真空吸尘器一样，沿着其轨迹运动并返回充电站。
为了使此方法具有成本效益，一个机器人必须服务数码。 而且昂贵并且难以发明和引入特殊的给料器。 首先，重新装备农场很昂贵，因为您必须进行大修。 其次，院子需要大量的自由空间，至少要有拖拉机来驱动。 因此，机器人是一种简单而无缝的解决方案。
旋转木马的机器人化
有专门的挤奶厅，通常被称为旋转木马。 这是一头巨大的鹿，有二十到四十头母牛。 它缓慢旋转，围成一个圈。 首先，他们清洁乳房，穿上并取出设备。 但是他们做起来很慢，而且轮播通常是闲置的。
现在不可能用机械手完全取代这些旋转木马-这非常昂贵。 我们制造的机械手可以安装在任何类型的转盘上，这将极大地加快它的速度，大约可提高30％。 有了这种加速，您就可以大大增加牲畜和农场中的母牛数量。
饮食研究
如今，他们正试图根据平衡理论来喂牛。 每头牛每升牛奶需要一定量的营养，几千焦的能量，蛋白质和脂肪。 但是绝对不会考虑每头母牛的特征。 就像每个人都在喂食，就像一个六英尺高的中年人，就像每个人都有相同的新陈代谢。
我们建立了一个系统，该系统可以分析母牛对不同成分的反应，提供的牛奶量以及质量。 基于此，我们为所有成分选择当前正确的饮食。
我们只需要获取最大数量的输入数据，就可以知道之前如何喂牛，每种成分的能量值。 我们尝试建立一种饮食结构，而不是为了获得最大的牛奶产量，而是为了使企业获得最大的利润。 每个组成部分都有其自己的成本，此外，我们知道每升成本多少，并且当一头牛提供大量牛奶时，我们希望找到一个平衡点，但是成本很低。
一头奶牛每年最多释放13000升牛奶。 但是以这样高的牛奶产量，一公升将花费例如25卢布。 如果饮食为八千八百升，成本可能约为12卢布，而边际成本要比牛奶产量最大化的同类产品高得多。 需要一个模型来找到平衡。
但是测试中存在一些容易忽略的局限性。 牛的成分无法快速去除或添加，因为它们会在胃中产生负责小麦分解的酶。 如果您对它们进行了大幅度的介绍，它们将不会首先被消化。 顺便说一句，它对一个人的作用方式相同。 当我们吃相同的食物时，我们会很好地消化它。
投资与国家态度
那时，我有自己的钱。 首先，我们以它为生。 这是非常黑暗的时期。 有时根本不可能支付任何薪水。 一个人有汽车贷款，我每个月初给他一万二千，以便他可以付钱给银行。 然后我们设法吸引了资金，成为了斯科尔科沃Statrtup Village的决赛入围者，这变得更加容易。
同时，我们成为斯科尔科沃的居民，因为我试图支付高薪。 Skolkovo为此提供了税收优惠，此外，我们希望获得赠款。 但是有一种差距。 要获得Skolkovo中第一个产品的赠款，该产品必须已经有钱。 没有钱，只有创造的欲望时如何克服它-尚不清楚。
现在，我认为我们至少还有六个月的时间才能开始销售机器人，而这一切都将成为一项正常的业务。 该术语与处理铁的细节有关。 它具有较长的生产周期，测试，认证。 但是，现在我们知道了所有主要的农业资产，这些农业资产的所有人，并且我们与所有人保持了联系。 我希望不会有任何严重的问题。
当然，每个人都有些保守。 但是在这种情况下，您最好显示而不是告诉。 因此，我们要在自己的位置建造第一个庭院，以便我们可以牵着某人的手来展示一切-这是一个机器人，这是它如何挤奶，这是它的经济。
我们相信加入我们的项目有许多先决条件。 首先是政府的支持。 机器人得到补贴，他们有租约，有很多税收优惠。 政府支持向机器人农业的过渡。 有些程序几乎由国家执行，因此您可以购买机器人。
问题是人们不想住在乡村。 村庄不是一个理想的居住地，不可能在那儿建立正常的基础设施。 机器人技术是出路。
当然，当公司中有20个机器人时，需要专业人员进行维护。 机器人化不会删除工作，而是会提高企业效率。 通常，不是那些从事挤奶的员工，而是那些与机器人互动的人。 我们选择了几所优秀的农业学院，我们希望在这些学院开设部门，它们将教人们操作机器人。 这意味着我们将出售机器人并同时为人们创造就业机会。
我的父母是所有人最大的怀疑者，同时也是最大的支持。 以前，每当他们问我在做什么时，都是所有会议，还有更多会议-商业上的工作很奇怪，实际上只包含会议。 起初，他们在取笑它。 但是会议越来越严重。 我们遇到的人越来越冷静，也越来越认真。 逐渐地，怀疑主义消失了。 只有信心，一切都会好起来的。