Искусственный интеллект в сибирском лесу
Мне казалось, что эпоха ученых-рационализаторов ушла в прошлое. Какое это было заблуждение!
Знакомьтесь — Андрей Николаев, заведующий сектором научно-технической информации Сибирской лесной опытной станции. В октябре Андрей Иванович занял первое место в конкурсе к 80-летию Всероссийского НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства с новым методом учета и обследования лесов (или по-научному — таксации).
— Сейчас леса обследуют наземным способом — полевые рабочие заходят в лес и снимают все необходимые параметры. Или с помощью космических и аэрофотоснимков. Первый способ — это большие трудозатраты, второй — дорогостоящий. Мой метод основан на беспилотных летательных аппаратах. По стоимости в разы, даже в сотни раз дешевле, чем делать снимки с самолета или из космоса, по трудозатратам достаточно двух рабочих. А по точности этот метод сравним с наземной таксацией.
Андрей достает из шкафа небольшой белый аппарат с четырьмя пропеллерами. На «брюхе» у аппарата приспособлена камера.
Опытная модель беспилотника покрыта боевыми ранениями и царапинами, с одной стороны перемотана бечевкой — результат столкновений с деревьями и падений с высоты на землю.
— Мы доработали программную прошивку, чтобы беспилотник лучше держался в полете, установили камеру… К этому всему написали программу, которая сканирует фото- или видеозапись лесного участка и определяет 16 климатических показателей и около двух десятков основных таксационных параметров — высоту лесного массива, полноту, диаметр, породный состав, пространственное расположение, — объясняет Андрей.
Первое масштабное полевое испытание провели прошлым летом в Курганской области совместно с компанией «Профиль». На арендованном участке подняли вверх беспилотник и исследовали лес с высоты птичьего полета. Параллельно сотрудники изучили эту же территорию наземным способом, а потом сравнили результаты. Точность разработки Николаева — около 93 процентов.
— Как у вас возникла эта идея?
— Первый мотив был практический, хотели облегчить самим себе работу. И, конечно, хочется внедрить метод повсеместно, чтобы более эффективно расходовать бюджетные средства. Например, одна камера, которая используется при аэрофотосъемке, стоит несколько миллионов рублей. Наша — 28 тысяч.
На конкурсе тюменский проект занял первое место. Но с внедрением разработки в реальность дело обстоит сложнее.
— Наша технология говорит, что можно делать качественную работу за меньшие деньги. Организациям, которые выполняют госзаказ, это не выгодно, — говорит Андрей.
Пока беспилотник и программу используют на станции для своих нужд. Например, проверяют приживаемость ежегодных общественных посадок леса.
— А коллеги на станции поддерживают ваше стремление все рационализировать?
— Здесь повезло, директор Игорь Харлов продвигает новые идеи, многие работы мы делаем с ним в соавторстве. В прошлом году, например, создали модель почвообрабатывающего орудия для лиственных насаждений, — рассказывает Андрей. — Это орудие с минимальным изменением почвы расчищает от растительного покрова участок шириной около двух метров. И это наиболее благоприятное условие для прорастания лиственных насаждений семенного происхождения. Почему это важно? Именно семенные деревья ценятся в промышленности. У них ровные стволы, без искривлений. Из таких получается фанерный кряж высокого качества. Сейчас мы ищем завод-изготовитель, который бы заинтересовался производством нашего орудия.
В прошлом году Харлов и Николаев с этой идеей победили на областном конкурсе «Изобретатель года». В подарок получили возможность бесплатно ее патентовать. Так исполнилась детская мечта Андрея — стать изобретателем.
Андрей крутит в руках беспилотник, поглядывает на доску с длинными формулами. Летающие игрушки и полезные орудия для посадки — это интересно и важно. Но главная тема, которая его занимает, — биометрия деревьев.
— Я совместно с Игорем Харловым разрабатываю технологию, которая позволяет определять законность древесины по одному снимку пня или по керну. Пишу диссертацию на эту тему, в начале следующего года защищаю ее в НИИ, в Москве, — рассказывает Андрей. — В чем суть? Как известно, деревья формируют годичные кольца. Природой заложен уникальный идентификационный паспорт у каждого дерева. Идея возникла, почему бы это не использовать наподобие отпечатков пальца человека? Сейчас, чтобы доказать легальность древесины, используют различные бирки, отметки, бумажные сертификаты. Но это все легко подделывается. А моя технология пресечет абсолютно все незаконные рубки, потому что можно один раз сканировать, даже просто сфотографировать срез ствола, и сказать, где он был заготовлен, когда, кем, легально или нет. Не требуется ни лабораторных анализов, ни ДНК — ничего. В основе тоже серверная программа, которую уже называют искусственным интеллектом. Она сама формирует все закономерности без участия человека. Сейчас эта программа как раз пишет сама себя по заданным мною параметрам.
В научной среде эту разработку воспринимают скептически, некоторые называют ее «сказкой». Но Николаев не видит в ней ничего сказочного:
— Было время, когда мобильные телефоны казались сказкой, а сейчас все ими пользуются. Я беру на вооружение технологии, которые давно существуют, и их можно использовать, но мы почему- то не используем, там, где это действительно необходимо — в стратегических областях народного хозяйства!
Биометрический способ подтверждения законности древесины сейчас проходит стадию патентования. Еще 15 готовых разработок Николаева готовы для патентования. Это требует времени и средств, однако молодой ученый намерен идти вперед. Получать патенты и продвигать прогрессивные разработки на государственном уровне.
***
фото: На снимке: Андрей Николаев.