Таганрогские ученые обучили нейросети повышать урожайность зерна

Сотрудники Инжинирингового центра приборостроения, радио- и микроэлектроники НКБ «МИУС» Южного федерального университета (г. Таганрог) создают комплекс, обрабатывающий зерна (семена) с целью повышения их всхожести и улучшения урожайности.

Комплекс состоит из нескольких узлов, первый из которых — разработанный таганрогскими инженерами фотосепаратор, позволяющий отсеивать хорошие семена с помощью нейросетевых алгоритмов.

Нейросеть на лету анализирует изображения каждого зерна в потоке и мгновенно принимает решение, хорошее зерно или плохое. Некачественные зерна отсеиваются. При отборе учитываются: форма, цвет, наличие сколов (целостность) и темных пятен. Возможен также отсев посторонних примесей в виде камешков, которые неспособно отсеять обычное сито. Производительность комплекса — 3 тонны зерна в час, или 50 кг в минуту. Устройство рассчитано на серийное производство. Ученые подчеркивают, что производительность комплекса можно масштабировать.

Все блоки и составные части разрабатывает Инжиниринговый центр приборостроения, радио- и микроэлектроники (ИЦ) НКБ «МИУС» ЮФУ в Таганроге. Впоследствии они будут переданы в серийное производство промышленному партнеру и заказчику проекта — АО «Таганрогский научно-исследовательский институт связи», входящий в КРЭТ (Концерн Радиоэлектронные технологии).

Конструктивная новизна фотосепаратора заключается в отсутствии компрессора. Вместо него используются акустические волны — высокоскоростные устройства потоком сжатого воздуха выталкивают плохие зерна из общего потока. Отсутствие компрессора делает установку более компактной, надежной и удешевляет весь процесс обработки.

После фотосепарации следует узел обеззараживания, где зерна обрабатываются анолитом — водой с растворенной в ней солью NaCl, через которую пропустили электрический ток. Это позволяет дополнительно увлажнить поверхность зерен. В следующем блоке комплекса происходит обработка семян СВЧ-излучением: поток зерен пропускается через камеру с 14 магнетронами.

«Электромагнитное излучение „активирует“ зерна — повышает их жизненную силу для того, чтобы они взошли быстрее и наибольший процент зерен пророс. До этого зерна находятся как бы в „спящем“ состоянии, и „просыпаются“ только тогда, когда попадают в благоприятные условия для прорастания. В итоге, происходит повышение всхожести и урожайности», — разъяснил действие установки Андрей Ковалев, руководитель ИЦ НКБ «МИУС» ЮФУ.

В испытаниях использовались зерна пшеницы, но разработчики подчеркивают, что их оборудование может адаптироваться под любой вид культур — достаточно лишь обучить нейросеть. Установка находится на этапе разработки, инженеры уже создали макеты некоторых её компонентов.