Российская команда впервые вышла в финал престижного международного конкурса Autonomous Greenhouse Challenge, где участники соревнуются в автономном выращивании сельскохозяйственных культур с помощью искусственного интеллекта. Наш дебют оказался успешным: мы обошли сильных соперников из ведущих университетов и компаний мира.
Yandex
Конкурс Autonomous Greenhouse Challenge, проводимый с 2018 года на базе знаменитого Wageningen University & Research в Нидерландах, собирает лучшие умы в области агротехнологий и ИИ. Выбор площадки не случаен: Нидерланды — мировой лидер в экспорте овощей и цветов, а университет Вагенингена — признанный центр передовых исследований в сельском хозяйстве, биологии, экологии и пищевой безопасности.
Суть соревнования — создать алгоритмы для полного автономного управления теплицей. Сначала команды работают с цифровыми симуляторами, выстраивая математические модели, а финалисты получают возможность управлять реальной теплицей для выращивания настоящего урожая.
История конкурса и задачи участников
В первом конкурсе в 2018 году команды соревновались в выращивании огурцов. Интересно, что команда опытных фермеров, управлявших теплицей вручную, заняла второе место, уступив первенство решению от Microsoft, которое показало большую экономическую эффективность.
https://twitter.com/HemmingSilke
В следующем сезоне объектом выращивания стали томаты Черри. Команды начали использовать дополнительные датчики для сбора данных, что позволило строить более точные прогнозные модели. Победу тогда одержала команда AuTomatoes.
https://twitter.com/HemmingSilke
Важно отметить, что все участники — это сильные междисциплинарные команды, объединяющие экспертов в data science, искусственном интеллекте и агрономии из ведущих вузов и технологических компаний.
Дебют и успех российской команды
Целью третьего сезона, в котором мы приняли участие, было полностью автоматизированное выращивание салата-латука без вмешательства человека на протяжении всего цикла. После отборочных этапов, где мы работали с продвинутым симулятором от университета, наша команда пробилась в финал, опередив соперников из США, Южной Кореи и Европы.
Это уникальный для России опыт участия в натурном агротехническом эксперименте мирового уровня. Объединенная команда сотрудников Россельхозбанка и МФТИ, назвавшая себя «Digital Cucumbers», заняла второе место среди 17 команд, уступив только команде из Китая и обойдя представителей Стэнфорда, MIT, концерна BASF и Технического университета Мюнхена.
Симулятор, предоставленный организаторами, — мощный инструмент, который заменил бы десятилетия реальных экспериментов.
Обратите внимание: От 0 до миллиона - топ 4 идеи прибыльного агробизнеса для старта.
Однако простой перебор всех параметров управления теплицей был невозможен, поэтому ключевой задачей стала разработка самообучающегося алгоритма.Выбор стратегии и алгоритмов
Мы рассматривали несколько подходов: обучение с подкреплением (Reinforcement Learning), генетические алгоритмы и байесовскую оптимизацию. Обучение с подкреплением идеально, если симулятор позволяет провести огромное количество экспериментов. Если же количество симуляций ограничено, эффективнее может быть генетический алгоритм. В качестве альтернативы мы также прорабатывали стратегию параметризации: сначала определялись ключевые параметры управления, затем проводилась серия моделирований, и на их основе обучался алгоритм для поиска оптимальной комбинации этих параметров.
Оценка результатов проводилась по комплексному показателю: 40% зависело от презентации решения, а 60% — от урожайности и прогнозируемой доходности. Презентация проходила онлайн, и для нас, чей основной опыт лежит в области банковской аналитики и прогнозного моделирования потребительского поведения, этот этап был особенно волнительным. Наши конкуренты имели гораздо больший опыт именно в агромоделировании, поэтому высокий результат стал для нас приятной неожиданностью.
Подготовка к финалу и планы на будущее
Финал конкурса, где команды будут управлять реальной теплицей с салатом, стартует в феврале 2022 года. Мы активно готовимся, учитывая прошлые ошибки. Например, в одном из раундов мы не учли, что в Голландии после 20:00 резко возрастает стоимость электроэнергии, что негативно сказалось на экономике нашего виртуального хозяйства. Теперь мы фокусируемся на максимизации урожая при оптимизации всех затрат.
Участие в конкурсе стало возможным благодаря созданной в 2020 году совместной лаборатории Россельхозбанка и МФТИ по развитию искусственного интеллекта. Ее задачи — улучшение клиентского опыта, оптимизация бизнес-процессов с помощью машинного обучения и развитие цифровых сервисов для агропредпринимателей в экосистеме «Свое Фермерство».
Мы поддерживаем нашу команду и верим в ее успешное выступление в финале! Этот опыт открывает новые горизонты для применения искусственного интеллекта в российском АПК.
#салат #будущее #фермер #агроном #стартапы #АПК #россельхозбанк
Еще по теме здесь: Фермер.
Источник: Как вырастить виртуальный салат без реального агронома на конкурсе Autonomous Greenhouse Challenge.