Сколтех — новый технологический университет, созданный в 2011 году в Москве командой российских и зарубежных профессоров с мировым именем. Здесь преподают действующие ученые, студентам дана свобода в выборе дисциплин, обучение включает работу над собственным исследовательским проектом, стажировку в индустрии, предпринимательскую подготовку и постоянное нахождение в международной среде.

Архив метки: space center

Ученые из Сколтеха научились предсказывать динамику роста растений c использованием компьютерного зрения и методов машинного обучения

Группа ученых из Космического центра и Центра по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных Сколтеха разработала метод предсказания прироста биомассы растений на основе 2D и 3D изображений. Полученные результаты позволят повысить эффективность точного земледелия, как на планете Земля, так и в космосе. Результаты исследования были представлены на престижной международной научно-технической конференции IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference.

Население нашей планеты непрерывно растет, поэтому исследования, направленные на развитие точного земледелия чрезвычайно актуальны. Используемые в точном земледелии высокие технологии открывают большие возможности для борьбы с голодом в развивающихся странах, обеспечения продовольственной безопасности, уменьшению воздействия человека на окружающую среду и повышения экономической эффективности сельского хозяйства. Тем не менее точное земледелие сталкивается с рядом сложностей и нерешенных задач, ключевой задачей является оптимизация использования ресурсов. Для этих целей есть необходимость создавать точные предиктивные модели, позволяющие прогнозировать рост и оптимизировать производство продуктов. К сожалению, эмпирические модели, описывающие прирост биомассы в зависимости от различных факторов, имеют ряд недостатков: ограниченность применения к различным видам культур и слишком большое количество параметров, измерение которых дорогостоящее или медленное. Универсальные модели, обладающие достаточной точностью незаменимы не только в “полях”, но и при создании высокоэффективных тепличных хозяйств с контролируемыми условиями роста, а также в искусственных системах жизнеобеспечения, на космических станциях.

 Команда ученых в состав которой вошли три профессора Сколтеха: Руперт Герцер, Татьяна Подладчикова и Андрей Сомов и аспирант Сколтеха Дмитрий Шадрин, разработала метод прогнозирования роста растений в искусственных условиях. Первым этапом работы был сбор статистических данных. Рост растений в искусственной беспочвенной системе фиксировался с помощью 3D камеры. Полученные данные позволили найти связь в увеличении суммарной площади поверхности всех листьев с приростом общей биомассы растений. После этого увеличение площади листьев фиксировалось с помощью 2D камеры, а на основе этих измерений строилась динамическая модель роста растения.

Главная особенность разработанного метода – комбинирование 3D и 2D камер при сборе данных. При таком подходе отпадает необходимость сложных вычислений со множеством параметров. Показатели площади всех листьев и биомассы в совокупности с разработанными математическими моделями дают точные результаты.

Для проведения эксперимента была создана автоматическая система с искусственными условиями роста, укомплектованная 2D и 3D камерами, а также датчиками, собирающими данные об окружающей среде. Эта система использует машинное обучение для моделирования роста растений и прогнозирования его динамики. В ходе эксперимента было обработано более 10000 изображений. Проведенное исследование легло в основу пилотного проекта по оптимизации роста растений в высокотехнологичном экспериментальном тепличном хозяйстве Мичуринского Государственного Аграрного Университета.

“Главное преимущество нашего метода заключается в том, что 3D изображения достаточно получить для каждого вида растений всего один раз. После этого для прогнозирования прироста биомассы в теплицах достаточно использовать самые простые камеры. Это значительно упрощает и снижает стоимость систем прогнозирования, контроля и оптимизации для теплиц и искусственных систем жизнеобеспечения,” – рассказывает первый автор исследования Дмитрий Шадрин.

“Стремление быть в гармонии с окружающим миром вызывает интерес человека к пониманию сути наблюдаемых явлений, их закономерностей и предвидению дальнейшего развития событий. В основе знаний об окружающем мире лежат наблюдение и эксперимент. Дмитрий Шадрин, аспирант Сколтеха, реализовал уникальный эксперимент по беспочвенному выращиванию томатов 
и салата.  Новейшие данные, собранные в ходе эксперимента, а также разработка эффективных методов их анализа для прогнозирования роста биомассы – это большой вклад в создание автономных систем жизнеобеспечения в космосе и на Земле,”- рассказывает профессор Космического центра Сколтеха Татьяна Подладчикова.

 

 

Данное исследование проводилось при поддержке Центра Компетенций НТИ по Интернету Вещей и Беспроводной Связи.

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Летняя работа – защищать планеты

Учебный год в Сколтехе крайне напряженный и лето многие наши студенты и преподаватели используют для того, чтобы отдохнуть и “подзарядить батарейки” для следующего учебного года. Одни выбирают отдых дома в кругу семьи, другие – море и  пляж , а кто-то отправляется покорять горные вершины. Студент Космического центра Сколтеха Раффаэле Градини проводит это лето в Калифорнии, на стажировке в NASA. Мы попросили Рафаэлле рассказать нам о своем интересном опыте.
Читать далее

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Космический опыт из первых рук – Сергей Крикалев прочел лекцию студентам Сколтеха

Будущее космических программ, полеты на Марс и Луну, космический туризм и научные исследования в космосе – обо всем этом студенты Сколтеха могли узнать из лекции рекордсмена по пребыванию в космосе, участника шести космических экспедиций, профессора практики космического центра Сколтеха Сергея Крикалева. Читать далее

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

masterpas_01_icom_small.png
Оплата на сайте

Оплата на сайте

2011-2024 © Сколтех
Сколковский институт науки и технологийСведения об образовательной организации
?>