Роботы и дроны на винограднике, датчики в бродильном чане, QR-код на электронной винной этикетке: цифровизация начинает стремительно менять виноградарство.
Решающую роль в этом процессе сыграет искусственный интеллект (ИИ).
Последует ли за беспилотниками «умная» винная бочка? Маркус Блазер (Markus Blaser) и Уве Каусс (Uwe Kauss) проанализировали, какие тенденции будут определять будущее вина.
Январь и февраль — время обрезки виноградников для неукрывного виноградарства. Это непростая задача, она требует скорости, точности и опыта. В будущем из-за растущей нехватки хорошо подготовленных специалистов мы все чаще будем видеть на виноградниках фигуры футуристического вида: малоквалифицированные рабочие с наушниками, которым «дополненная реальность» показывает, где какие срезы делать на каждой лозе.
Виртуальное обучение обрезке
По словам исследователей проекта MaaraTech из университетов Окленда и Онтаго в Новой Зеландии, устройства для виртуальной обрезки должны быть готовы к выходу на рынок примерно через пять лет.
Еще быстрее могут быть выпущены гарнитуры с «виртуальной реальностью», которые используются для обучения обрезке, чтобы настоящие кусты не пострадали от неправильных действий обрезчика. Для этого программисты должны сначала научить свое программное обеспечение, передающее изображения на гарнитуры, правильно обрезать кусты. Здесь в дело вступает искусственный интеллект.
Подробнее об этом здесь: Использование виртуальной реальности для обучения обрезке виноградников+видео
«Сегодня у нас есть инструменты для переноса уникальных человеческих знаний и интеллекта в программное обеспечение для неживых устройств — вот что такое ИИ», — говорит эксперт по технологиям Ганеш Падманабхан (Ganesh Padmanabhan). Его цель состоит в том, чтобы создать умные машины, могущие выполнять работу, которая ранее никогда не была бы возможна без личного опыта и чувств человека.
Предпосылкой для этого являются данные, собираемые датчиками, связанными между собой запрограммированными алгоритмами таким образом, что машина учится на опыте — и на следующем этапе самостоятельно переводит полученные знания в действия.
Гарнитуры обрезки еще не требуют автономно функционирующего зрелого ИИ, но они определенно являются его предшественниками. Потому что технология может обучать не только людей, но и роботов. «Однако разработка полностью автоматизированного робота для обрезки виноградной лозы займет больше времени», — объясняет Карли Берч (Karly Burch) из MaaraTech.
Социологи обеспокоены влиянием ИИ на людей, которые будут его использовать. Например, наушники предназначены только для мужских голов, а на виноградниках всё больше работает женщин.
Ношение таких устройств в течение нескольких часов подряд также может привести к тошноте и проблемам с равновесием у работников из-за «болезни виртуальной реальности». Это еще одна причина, по которой в будущем обрезка кустов винограда должна будет полностью выполняться роботами.
Смартфон управляет трактором мощностью 512 л.с.
Для этого через несколько лет будут бороздить ряды виноградников автономные тракторы. Американский производитель сельскохозяйственной техники John Deere на технологической ярмарке CES в Лас-Вегасе недавно представил автономный трактор. Он имеет максимальную мощность 377 кВт (512 л.с.) и оснащен шестью стереокамерами, которые обнаруживают препятствия вокруг и рассчитывают расстояние.
Для этого живые изображения передаются в сеть ИИ. Он всего за 100 миллисекунд решает, следует ли трактору, который стоит не менее 320 000 долларов, продолжать работу или остановиться, сообщила компания John Deere в пресс-релизе. Для этого его система рулевого управления AutoTrac должна сначала определить границы и линии управления полем или виноградником во время разведывательной поездки. Данные загружаются в «Операционный центр».
Фермеру, а в будущем и виноградарю, остается только подвести трактор к полю или винограднику. Там трактор начнет автономную работу через приложение для Android или iOS. Во время движения трактор постоянно проверяет свое положение с помощью GPS с точностью до нескольких сантиметров. Владелец теперь может посвятить себя другой работе, ведь он полностью контролирует трактор через смартфон. Приложение управления предлагает полный доступ к живому видео, изображениям, данным и измеренным значениям.
В настоящее время роботы Reb в основном используются для сбора данных. Например, «VineScout», разработанный Политехническим институтом Валенсии, всего за один час определяет 30 различных данных для каждой из 12 000 точек измерения — от потребности в воде и удобрениях до риска начала развития болезней кустов и степени зрелости винограда.
До сих пор он просто предоставлял эти данные виноградарю, чтобы тот далее организовал необходимые рабочие этапы. Но в дальнейшем ИИ будет решать самостоятельно, включать ли систему полива или опрыскивать первые споры милдью.
Читайте здесь: США: определение болезней винограда с помощью роботов
От измерения к сенсорным датчикам
Сокращение использования экологически вредных пестицидов и оптимизация использования ограниченных ресурсов (воды) — это надежда, или, скорее, обещание виноградарям от новых систем искусственного интеллекта.
Читайте здесь: Высокие технологии на виноградниках
Для того, чтобы иметь возможность управлять роботами, дронами, кустами и приложениями через Интернет или Центр управления, ИИ, фактически как мозг умного виноделия, с помощью алгоритмов обрабатывает огромные объемы информации (Big Data), получаемые от датчиков. Таким образом, системы существенно зависят от датчиков.
В настоящее время проходит практическое испытание проект PINOT (Проект по развитию искусственного интеллекта для виноделия и технологий в виноградарстве), финансируемый Федеральным министерством продовольствия и сельского хозяйства Германии (BMEL) в размере 2,9 миллиона евро.
Среди других направлений, проект предназначен для развития сенсорной системы на основе ИИ, которая контролирует процесс ферментации. В разработке принимают участие Нойштадтский винный кампус, Экологический кампус Трирского университета прикладных наук, Институт интегральных схем Фраунгофера, компании Джени Энтерпрайз (Genie Enterprise) и Виейярд Клауд (Vineyard Cloud), инжиниринговая фирма Wille Engineering и винодельня Лергенмюллер (Lergenmüller) из Хайнфельда (Пфальц).
В винодельне Лергенмюллер датчики аромата, вкуса и текстуры контролируют ферментацию. По словам инженера Себастьяна Вилле (Sebastian Wille) из Хофхайма недалеко от Франкфурта, цель состоит в том, чтобы «измерить ароматы, отвечающие за качество вина, во время работы, даже до того, как ваш собственный нос сможет их различить».
Это должно помочь, например, избежать ошибок при брожении, приводящих к появлению запаха сероводорода, но и для обеспечения качества и подлинности вин. «На основе собранных данных система учится учитывать множество нюансов, из которых состоят вина. Таким образом, несоответствия могут быть обнаружены уже на ранних стадиях, а ошибочные ферментации могут быть надежно предсказаны еще до того, как станет слишком поздно», — объясняет он концепцию. Виноделы реагируют на это энологическими приемами и таким образом обеспечивают качество своих вин».
ИИ вместо дегустации
От использования искусственных носов, нёба и глаз в виноделии недалеко до их использования для дегустации вин. Бернард Чен (Bernard Chen) из Государственного университета Арканзаса (University of Central Arkansas) в США в настоящее время работает над созданием виртуального сомелье: он переводит профессиональные дегустационные заметки в машиночитаемый формат и связывает описания рассматриваемых вин с данными химического анализа.
Таким образом, ИИ впервые распознает связи между лабораторной и дегустационной логикой, которые обобщаются в виде профиля для каждого вина. Исходя из этого, система может устранить любое субъективное восприятие. По словам Чена, «благодаря ИИ в будущем у нас будут объективные рейтинги вин».
Эти примеры показывают, что винодельческая промышленность находится в начале настоящей технологической революции. В то же время такое развитие событий таит в себе риски, которые сегодня трудно оценить. Это также было признано Международной организацией винограда и вина (OIV), которая в ноябре 2021 года представила отчет объемом более 80 страниц о цифровых тенденциях в виноградарско-винодельческом (ознакомиться с отчетом можно здесь, на англ. языке).
Этим отчетом OIV хочет подчеркнуть свои глобальные претензии на лидерство в данной теме: в отличие от индустриализации 200-летней давности, ответственные лица не хотят просто пассивно переносить радикальные изменения, а активно формируют их.
Вызывает скептицизм отсутствие суверенитета данных
Очень часто, как можно прочитать во многих описаниях проектов ИИ, основное внимание уделяется повышению производительности и прибыли.
Здесь уместен скептицизм: недаром OIV одной из центральных проблем цифровизации называет высокие затраты на внедрение таких систем. Крупные винодельни и интернет-магазины могут значительно оптимизировать свои процессы с помощью сетей ИИ, но это просто финансово невыгодно для малых и средних винодельческих и торговых предприятий. Им снова грозит опасность оказаться на обочине.
Если только виноградарь или торговец не заплатит своими данными. Поставщики обучающих машин и программного обеспечения часто предоставляют свои инструменты по низкой цене, и даже бесплатно - для исследовательских проектов. Но взамен пользователи должны подписать соглашение, которое обычно никто особо не читает. В лучшем случае владелец уступает право использовать собранные данные для целей проекта, а в худшем случае право собственности полностью переходит к разработчикам.
Таким образом, они создают собственные сельскохозяйственные базы данных, чтобы предлагать их в будущем уже по высокой цене лицензирования.
Исходя из вышесказанного, основной проблемой искусственного интеллекта в виноградарстве в настоящее время является суверенитет данных. Кому принадлежат несметное количество данных, собранных с помощью ИИ или для него? Виноградарю, виноделу, исследованиям или «Биг Дата»?
Кому разрешено использовать данные, для каких целей и на какие суммы? Эти вопросы открыты. Но ответы на них определят направление и интенсивность, с которой ИИ, роботы, дроны и датчики изменят виноградарско-винодельческую отрасль.
Источник (англ.)
