Ученые из Сколтеха научили беспилотный летательный аппарат находить заросли борщевика Сосновского, сорного растения, которое буквально заполоняет собой поля и луга и представляет опасность для человека.
Как рассказали исследователи, БПЛА передает самую свежую информацию о распространении растения с высоким разрешением в любую, даже пасмурную погоду. Причем передача данных идет не по традиционной концепции «сбор данных – создание ортофотоплана – анализ полученного изображения», а сведения обрабатываются прямо на борту БПЛА во время облета.
За борщевиком следили с помощью продвинутой техники и раньше. Так, мониторинг вели с космического спутника. Но этот способ не самый лучший: снимки получаются с недостаточным разрешением и на них сложно идентифицировать отдельные растения. К тому же в плохую погоду невозможно получить актуальную информацию.
Ученые подчеркивают, что именно с помощью искусственного интеллекта и БПЛА решена задача точной локализации вредоносного растения. Беспилотник еще в воздухе, а специалисты уже получают полную информацию и могут посылать спецтехнику на уничтожение борщевика.
Как рассказал прессе первый автор исследования, выпускник аспирантуры Сколтеха Александр Меньщиков, на борту БПЛА находится компактное вычислительное устройство, способное запускать «тяжеловесные» алгоритмы сегментации на основе так называемых полностью свёрточных нейронных сетей (FCNN – Fully Convolutional Neural Networks). Их особенностью является способность выделять интересующие объекты неправильной формы с точностью до пикселя. Так что все растения на огромном поле будут распознаны до отдельного кустика. При этом ученым пришлось задуматься над тем, как запустить полностью свёрточные нейронные сети на маломощных системах, таких как одноплатные компьютеры, ведь они не имеют достаточно вычислительных ресурсов. Им пришлось создать подходящую архитектуру одноплатного компьютера и оптимизировать нейронную сеть, чтобы она смогла на нем функционировать.
Ученые протестировали систему и отчитались о результате: было обследовано 28 гектаров за 40 минут, БПЛА барражировал на высоте 10 метров. «Ни одно растение не пропущено», – резюмировал старший преподаватель Сколтеха Андрей Сомов, который и руководил проектом.
