Ученые Сколтеха разработали искусственный интеллект для наблюдения за теплицами на Марсе

19.02.2021 386
Искусственный интеллект следит за состояние саженцев

Ученые Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE) и лаборатории Цифрового сельского хозяйства Сколтеха совместно с Немецким аэрокосмическим центром DLR разработали систему искусственного интеллекта, позволяющую обрабатывать изображениями, получаемые в автономных теплицах, контролировать рост растений и автоматизировать процесс выращивания. Результаты исследования опубликованы в журнале IEEE Sensors.

Современные технологии давно стали неотъемлемой частью обыденной жизни, затронув все сферы жизни человека на Земле. И вот перед человечеством стоит новый вызов — покорение новых планет. Поскольку теплица будет единственным источником свежей пищи для экипажа космического корабля и поселенцев на красной планете, разработка технологий, основанных на искусственном интеллекте и машинном зрении для автоматизации процессов выращивания растений, является приоритетной задачей исследований.

Тестовая площадка для разработки и апробирования высокотехнологичных систем жизнеобеспечения уже существует. На сегодняшний день функционирует один автономный модуль для культивации растений, расположенный на Антарктической станции Ноймаер 3 вблизи Южного полюса. Главная задача учёных – создание системы искусственного интеллекта, которая могла бы собирать информацию о всех факторах, необходимых для роста растений, состоянии саженцев и управлять теплицей в автономном режиме без участия человека.

«Поддержание бесперебойной связи со станцией Ноймаер 3 невозможно, а обучение моделей компьютерного зрения на борту слишком ресурсозатратно, поэтому перед нами встала задача отправления потока фотографий выращиваемых растений для обработки и анализа данных на внешних серверах», – поясняет аспирант Сколтеха Сергей Нестерук.

Итогом работы исследователей из Сколтеха стало применение нового подхода к работе с изображениями, собираемыми на удалённых автоматизированных системах, с помощью свёрточных нейронных сетей, позволяющего уменьшать размер фотографии без видимой потери качества более чем в 7 раз по сравнению с популярными кодеками. Из информации, полученной из восстановленных изображений, был обучен алгоритм компьютерного зрения, способный классифицировать 18 сортов растений на разных стадиях развития по видам с точностью 92%. Такой подход позволяет не только визуально контролировать процесс работы системы, но и непрерывно собирать новые данные для обучения моделей машинного обучения, чтобы расширять их функционал.

Модуль для культивации растений на Антарктической станции
Модуль для культивации растений на Антарктической станции

Разработанные системы планируется установить и протестировать непосредственно на станции, что послужит важным шагом на пути к автоматизации модулей для выращивания растений. А это значит, что в ближайшее время одним барьером на пути к покорению Марса станет меньше.

Источник: Сколтех

Поделиться:

Похожие статьи