Ученые НИУ «МЭИ» совместно с рядом российских и белорусских инжиниринговых компаний, а также ведущими предприятиями агропромышленного комплекса (АПК) России разрабатывают отечественную интеллектуальную систему управления роботизированным комплексом для автоматизации производственных процессов в молочном животноводстве.
В отличие от других используемых в настоящий момент предметно ориентированных информационных систем для АПК, выполняющих в основном традиционные учетные функции (учет поголовья, проведенных ветеринарных мероприятий и т.д.), разрабатываемая ИС способна решать сложные интеллектуальные задачи, требующие разработки и применения как современных сложных промышленных роботов-манипуляторов, так и современных средств обработки данных, сложного алгоритмического и программного обеспечения. Наиболее ярким примером таких задач в молочном животноводстве является задача полной автоматизации процессов персонализированного кормления и доения животных, являющаяся одной из первостепенных на фермах, которые занимаются разведением элитных пород коров и производством элитных сортов говядины.
Автоматическая идентификация животных, позволяющая индивидуально планировать конкретные мероприятия, осуществлять привязку затрат на каждое животное, а также прогнозировать события по каждой голове, является достаточно серьезной проблемой, решаемой в настоящее время путем установки на животное ушных бирок, транспондеров или вшиванием животному специального чипа. Сотрудниками кафедры управления и интеллектуальных технологий НИУ «МЭИ» разработаны и практически апробированы оригинальные методика и алгоритм идентификации, базирующийся на нейросетевой обработке рисунка кожного покрова носа животного, позволяющие отказаться от применения экономически затратных ушных бирок, транспондеров или чипов, установка которых к тому же травмирует корову. Алгоритм предполагает считывание рисунка носовой части животного видеокамерой, установленной на кормушке, нейросетевую обработку полученного изображения, идентификацию животного и подачу соответствующих команд на кормораздатчик для выбора индивидуального рациона питания. В настоящее время проводятся работы по патентованию данного алгоритма.
Разработанный алгоритм реализован в опытном образце автоматизированной интеллектуальной установки идентификации животных, который сейчас успешно проходит испытания и будет включен в состав роботизированной доильной установки, готовящейся к серийному производству в России и Белоруссии.
Другим направлением работ сотрудников НИЛ «Промтехника», входящей в структуру кафедры управления и интеллектуальных технологий, является разработка программно-аппаратной части российского доильного робота, использование которого в молочных хозяйствах позволит существенно повысить производительность и эффективность бизнеса.
«Сложность проекта заключается в том, что для функционирования такой установки необходимо комплексно решить целый ряд задач: сборка аппаратной части из деталей, локализованных в России и странах СНГ, проектирование локальной системы управления технологическим процессом и программного обеспечения управления фермой (предприятием). В состав доильной установки входят пневматические, гидравлические и электрические двигатели, различные контрольно-измерительные приборы, манипулятор, система машинного зрения для позиционирования рабочего органа робота и слежения за животным в доильном боксе, система идентификации животных, а также сложная сетевая архитектура сети для решения задач управления, хранения и обработки данных о животных. Разработанный комплекс должен обеспечивать обслуживание биологического объекта, его безопасность и комфорт», — рассказал руководитель работ, доцент кафедры управления и интеллектуальных технологий НИУ «МЭИ» Денис Шилин.
Состав технологического оборудования доильного робота, а также количество таких роботов могут меняться в зависимости от поголовья стада и планировки помещений молочных предприятий. Разработанный комплекс позволяет конфигурировать технологическую схему как для каждого робота, так и для всей фермы в целом.
«Проект очень масштабный. Впервые мы достаточно близки к тому, чтобы в нашей стране появился отечественный доильный робот. Для реализации этого проекта НИЛ «Промтехника» НИУ «МЭИ» тесно сотрудничает с рядом российских и белорусских компаний для локализации производства аппаратной части доильного робота, а именно: систем машинного зрения и идентификации животных. Разрабатываются оригинальные алгоритмы и программное обеспечение, базирующееся на нейросетевой обработке данных, реализации методов машинного обучения и искусственного интеллекта», — прокомментировал заведующий кафедрой управления и интеллектуальных технологий Александр Владимирович Бобряков.
В конце 2025 года планируются комплексные испытания роботизированной доильной установки на территории НИЛ «Промтехника». Подготовлены уникальные лабораторные стенды, на базе которых будут проводиться верификация и анализ эффективности технологии роботизированного доения. Следующим этапом планируется опытная эксплуатация изделия.
Лабораторный образец роботизированной доильной установки
3D-модель роботизированной доильной установки