Студенты и аспиранты ПетрГУ разработали инновационные системы мониторинга

«Умные» приборы сообщают о пожарах и землетрясениях и помогают фермерам повышать урожайность.

Получатели грантов главы Карелии создали систему комплексного цифрового мониторинга экосистем, состоящую из сети автономных датчиков и нескольких программных обеспечений для анализа и отслеживания корректности данных с устройств и видеокамер. Проекты получили финансирование от Фонда венчурных инвестиций Карелии по программе поддержки прикладных исследований и разработок студентов и аспирантов. Первым объектом, подключённым к системе мониторинга, стал ботанический сад ПетрГУ в Петрозаводске. 

 

Учёные разработали сенсорные устройства, которые установили по территории сада, и программное обеспечение, позволяющее передавать данные со стороннего оборудования в режиме реального времени через интернет. Например, таким образом удалось подключить к системе метеостанцию. Теперь данные о температуре, влажности, солнечной радиации и других показателях снимаются автоматически. Система строит графики показаний, вычисляет параметры и выдаёт прогноз погоды.

 

Одно сенсорное устройство с функцией передачи данных установили на метеостанции

 

Система оповещает пользователей о чрезвычайных ситуациях. Если нейросеть распознала на видео очаги возгорания в лесу, то она сообщает об этом и прогнозирует развитие пожара с учётом показаний с метеостанций. То же самое касается землетрясений. Недавно с помощью системы удалось  зафиксировать толчки на юге Турции. 

 

Системами мониторинга заинтересовались и фермерские хозяйства. Для них команда студентов и аспирантов под руководством аспиранта института лесных, горных и строительных наук Алексея Кабонена разработала программно-аппаратный комплекс «Агро». Инновационное оборудование установили на одном из предприятий в агрокомплексе ООО «Бесовецкое». 

 

Каждые 15 минут устройства определяют температуру, влажность и кислотность почвы, уровень макроэлементов, диэлектрическую проницаемость и состояние растений и передают эти данные в программное обеспечение для интеллектуального анализа. На основе полученной информации фермеры  принимают обоснованные решения по организации полива,  внесения удобрений и сроках пересадки растений.

 

Датчики работают от солнечных панелей и передают данные в сервис

 

По опыту предыдущих лет, применение аналогичных систем в сельском хозяйстве в Европе позволило увеличить количество готовой продукции с 1 га земли на 30-50%. В нынешних условиях разработка карельских учёных стала импортозамещающей. К тому же она дешевле зарубежных аналогов в несколько раз.

 

Молодые учёные ПетрГУ работают над совершенствованием своих разработок для внедрения в других отраслях. Умные системы нашли применение и в промышленности – для контроля состояния оборудования, в форелеводстве – для управления параметрами воды в садках, лесном хозяйстве – для роботизированной посадки деревьев.

 

Для проверки качества показаний с датчиков проектная команда аспиранта института математики и информационных технологий Никиты Беседного разработала программный модуль диагностики.

 

Молодые учёные ПетрГУ написали программу, которая отслеживает показатели с устройств и анализирует их в динамике. Например, ухудшилось качество видеоизображения или вышел из строя датчик – чат-бот в Телеграме сообщит, что нужно проверить камеру и сенсорные элементы. Резко выросли показатели датчика – система предупредит об отклонениях от нормы. Программу планируется использовать в мониторинговых системах и беспилотниках, разрабатываемых в настоящее время в ПетрГУ.

 

Программа по поддержке прикладных исследований и разработок студентов и аспирантов продолжается. В 2023 году финансирование получат новые проекты, обеспечивающие значительный вклад в инновационное развитие отраслей экономики и социальной сферы республики.