Видеокамера измеряет влажность

ООН предсказывает: если сохранять теперешние подходы к использованию  воды, то в середине XXI столетия ее острую нехватку испытают многие сельскохозяйственные регионы планеты. Один из путей решения проблемы — создание более эффективной ирригации. А для этого нужно хорошо контролировать влажность почвы. Например, добиться, чтобы умная система полива выбирала оптимальное время и частоту подачу влаги. Чего можно достичь на этом пути даже в безводной пустыне, наглядно показывает пример сельского хозяйства Израиля и Кувейта. Да и там, где воды много, умный полив не помешает — выбор его оптимальных режимов на основе физиологии растений увеличивает урожаи, экономит энергоресурсы и рабочее время. Электрические методы определения влажности почвы, применяемые уже сотню лет, слишком дороги, они неавтономны и ненадежны.

Несколько исследователей из Университета Южной Австралии и Багдадского среднего технического университета под руководством австралийского профессора Явана Чаля предложили дешевый способ дистанционного и точного измерения влажности: им понадобились лишь стандартная цифровая видеокамера и алгоритм, построенный на основе искусственного интеллекта. Алгоритм анализирует цвет исследуемой почвы, который зависит от ее влажности. Зависимость эта у каждого типа почв своя, поэтому для получения численного результата требуется обучение искусственной нейронной сети цветам почвы при различной освещенности и влажности. Алгоритм получился простым и надежным. Его можно обучить анализировать любые типы почв, а для эффективной работы не нужно точно выбирать высоту расположения камеры, условия освещенности и время суток.

Алгоритм позволит организовать контролируемую подачу воды везде, где это потребуется. Сейчас ученые заняты созданием умной системы полива на его основе. Ее компоненты: управляющий микроконтроллер, водный насос и USB-камера. Систему будет легко масштабировать. Это особенно важно для нашей страны, где значительную часть растительной сельхозпродукции выращивают на приусадебных участках.

(Heliyon, 2021, 7, 1)