Drony s hyperspektrometry mají podle jejich slov zajistit sběr dat potřebných pro zemědělské práce a umělá inteligence má napovědět, která opatření je třeba podniknout. Autoři očekávají, že jejich systém bude desítky krát levnější než podobné vývoje. Informuje o tom tiskové oddělení vysoké školy.

Spektrometry jsou přístroje, jež umožňují získávat údaje o složení látky díky rozdělení světla na množství jednotlivých kanálků. Má-li obyčejný fotografický přístroj pouhé tři kanálky, pak moderní vysoce přesné přístroje, hyperspektrometry, mají 100 a více spektrálních kanálků. Jednou z nejdůležitějších sfér použití této techniky je dnes podle vědců ze Samarské univerzity monitoring v zemědělském průmyslu.

Komplexní systém vyvíjený odborníky univerzity bude první na světě univerzální nástroj „chytrého“ zemědělství, jsou přesvědčeni vědci. Jeho hlavní rozdíl s nevelkým počtem podobných vývojů spočívá v nízkých nákladech, desítky krát nižších než u konkurentů, což ho činí optimálním pro drobná a střední hospodářství.

Systém se skládá z počítačového programu, servisu cloud a bezpilotního přístroje vybaveného velmi kompaktním hyperspektrometrem. Tento přístroj podle vědců dokáže zjistit z výšky 50-100 metrů místa s plevely anebo škůdci, shromáždit rychle data o množství a složení minerálních látek, změřit vlhkost půdy.

Podle výpočtů vědců jeden dron za 24 hodin dokáže natočit na 20 hektarů a vysílat uživateli v reálném čase potřebné informace. Drony dokážou fungovat jak řízené pozemními stanicemi, tak automaticky pomocí strojního vidění. Na základě těchto informací algoritmy cloudu s prvky umělé inteligence napoví, která opatření je třeba podniknout.

„Vědecká novota našeho systému spočívá v možnosti použití unikátních difrakčních optických prvků, jež umožní značně zmenšit hyperspektrometry a udělat je levnějšími. Mikroreliéf těchto čoček vyvinutých na naší univerzitě, které se již úspěšně používají, umožní spojit v jednom prvku funkce zobrazení a rozložení spektra,“ sdělil docent katedry superpočítačů a všeobecné informatiky Samarské univerzity Pavel Jakimov.

Kvůli vysoké ceně zařízení pro spektrální zobrazování je na světě dodnes velmi málo veřejných knihoven hyperkrychlí, čili hyperspektrálních snímků. Vývoj dostupných přístrojů umožní zvýšit množství veřejných hypercubů, což podle vědců ze Samary pomůže rychle naučit neuronové sítě kvalitní podrobné analýze podobných zobrazení.

„Cloud pro sběr, uchování a zpracování hyperkrychlí je nejdůležitější prvek našeho systému. Chceme, aby byl dostupný nejen pro uživatele našeho systému, ale také pro všechny potenciální zájemce, jež vlastní hyperspektrální zařízení, takže věříme, že ho budou používat na celém světě,“ řekl Jakimov.

Velmi kompaktní hyperspektrometr má být instalován na speciálně vyvinutý bezpilotní přístroj Žuža o velikosti přibližně 30 cm. V budoucnu se dá použít na jakýchkoli dronech schopných unést přes 300 gramů. Kromě spektrometru vážícího přibližně 100 gramů má být na palubě namontována kamera a minipočítač.

Vědci doufají, že výzkum a testování v rámci projektu budou ukončeny do června 2021. Dnes optimalizují konstrukci přístroje a zdokonalují technologii masové výroby difrakčních optických prvků.