Точное земледелие: белорусские разработчики нанесли на карту все поля в Европе и США

С помощью сервиса OneSoil фермеры могут узнать, насколько плодородна почва, а производители удобрений — сэкономить на маркетинге.

В октябре 2018 года белорусские разработчики из компании OneSoil представили на платформе Product Hunt картографический сервис для фермеров, который с помощью машинного обучения анализирует спутниковые снимки Земли.

С его помощью фермеры могут получить информацию по любому полю в США и Европе — что там растёт, какой размер участка, хватает ли ему удобрений и какой был урожай у соседей.

Чтобы создать карту, команде OneSoil потребовалось около двух месяцев, но перед этим она потратила ещё три года и около $50 тысяч на сбор данных и их обработку.

Сооснователь сервиса Вячеслав Мазай рассказал vc.ru, как работает OneSoil и почему продукт в ближайшие несколько лет не будет востребован в России.

Продукт

OneSoil состоит из нескольких инструментов. Например, с помощью карты можно увидеть, какие культуры выращивают фермеры в том или ином регионе, а также общую площадь и средний размер полей.

При максимальном масштабе фермер может изучить, как развивались его посевы за последние три года, а также сравнить эти данные с показателями соседей — или иностранных фермеров.

В качестве одной из нескольких единиц измерения OneSoil использует NDVI — нормализованный относительный индекс растительности. Он учитывает поглощение и отражение красного и инфракрасного света: чем больше инфракрасного света отражает растение, тем активнее в нём проходит фотосинтез, тем лучше оно развивается.

С помощью алгоритмов машинного обучения сервис анализирует спутниковые снимки местности за несколько лет: распознаёт поля, определяет культуры (всего 27: от кукурузы до миндаля), фиксирует появление первой зелени на поле и замеряет NDVI до сбора урожая.

Используя NDVI, данные о погоде, рельефе, количестве минеральных веществ и другие показатели, OneSoil формирует общий индекс производительности поля (Field Score). Он находится в диапазоне от нуля до единицы: чем больше, тем лучше.

Если уменьшить масштаб, можно сравнивать статистику разных стран. Например, по площади полей, отведённых под те или иные посевы.

Согласно данным OneSoil, Германия — лидер по выращиванию ячменя (1,8 млн гектаров), Украина — по выращиванию подсолнечника (1,7 млн гектаров), а Испания — по выращиванию миндаля (750 тысяч гектаров).

По словам сооснователя OneSoil Вячеслава Мазая, карта — это сервис для широкой аудитории. Он помогает привлечь внимание к другим продуктам компании, которые рассчитаны уже на профессиональных фермеров, интересующихся точным земледелием.

Согласно этой концепции, урожайность разных участков поля неоднородна. Если фермер хочет увеличить прибыльность своего хозяйства, он может вносить минеральные вещества только в те зоны, где это необходимо.

OneSoil Fertilizer позволяет фермерам увидеть распределение таких зон для азотных, фосфорных или калийных удобрений. Фермер может указать культуру, задать желаемый объём урожая с гектара, а сервис рассчитает, сколько удобрений нужно вносить для той или иной зоны.

Более того, если у фермера есть трактор с навигационным оборудованием, он может сгенерировать файл с расчётами и настройками и загрузить его в бортовой компьютер. Тогда система сможет автоматически дозировать количество удобрений и вносить определенный объём в ту или иную зону поля.

С одной стороны, это позволяет фермеру сэкономить на минеральных веществах, а с другой — предотвращает чрезмерное засаливание почвы, что может сказаться на будущих урожаях.

Кроме того, на платформе OneSoil есть инструмент для совместной работы. С помощью мобильного и десктопного приложений фермер может оставлять заметки для коллег о состоянии посевов с привязкой к GPS-координатам поля.

Пока сервис доступен только в Европе и США, где сосредоточена целевая аудитория компании — в России точное земледелие ещё не вошло в моду, рассказывает Мазай.

Данные о российских полях появятся на карте не раньше 2019 года — вместе с фермами из Южной Америки и Азии.

Кроме того, разработчики планируют добавить на карту основную функцию — оценку урожайности не в относительных числах (в виде индекса производительности поля), а в абсолютных — центнерах, тоннах и килограммах продукции.

Команда

OneSoil запустила публичный продукт летом 2018 года. Однако проект начался ещё в 2014 году с хобби двух друзей — разработчика Вячеслава Мазая и специалиста по геоинформационным системам Всеволода Генина.

В студенчестве Мазай любил фотографировать. Со временем он решил поснимать с воздуха, но столкнулся с проблемой: в начале 2010-х годов в свободной продаже ещё не было коптеров, способных выдержать вес камеры. А профессиональная техника стоила десятки тысяч долларов.

Таких денег у студента не было, и он начал конструировать свои летательные аппараты — подбирал моторы, рассчитывал нагрузку, писал код. Со временем работы Мазая получили признание: в 2016 году он стал первым белорусским фотографом, чьи снимки опубликовал журнал National Geographic.

Параллельно фотограф думал, как монетизировать хобби. Он стал предлагать услуги по аэрофотосъёмке лесникам и представителям дорожных служб, но они не заинтересовались его предложением.

Тогда Вячеслав Мазай решил попытать удачу с фермерами. В 2014 году он принял участие в выставке «БелАгро». И хотя многие посетители обращали внимание на его стенд с летательными аппаратами, большинство относилось к аэрофотосъёмке как к дорогой забаве. Их не убеждали доводы, что с помощью снимков можно оценить состояние и развитие посевов.

Зато идеи Мазая заинтересовали его соседа по стенду. Всеволод Генин представлял компанию, которая продавала технику Trimble. В частности, системы спутниковой навигации для тракторов и комбайнов.

В то время Генин учился в аспирантуре Института почвоведения и агрохимии НАН Беларуси и занимался геоинформатикой — его привлекали технологии дистанционного зондирования Земли, геоинформационные системы, обработка и анализ данных со спутников и беспилотников, а также точное земледелие.

Сперва оба будущих партнёра не понравились друг другу: каждый считал другого «странным парнем». Однако они обменялись контактами и продолжили общение — и со временем между ними завязалась крепкая дружба.

В переписке они часто обсуждали, что было бы здорово создать систему, которая могла бы рассказать фермеру о состоянии его посевов и урожайности почвы — и при этом была бы простой в управлении, без сотен разных настроек и кнопок.

Им было любопытно узнать, как погода, рельеф, удобрения и другие факторы влияют на урожайность участка. Следующие три года партнёры провели на полях у знакомых фермеров, где занимались AB-тестами и экспериментами.

Например, делили поле на зоны и вносили разное количество минеральных веществ, а затем брали снимки с дрона и со спутника и смотрели, как развиваются посевы. Когда зерно созревало, они ставили на комбайн фермера датчики урожайности и отмечали, сколько тонн удалось собрать с каждого участка.

За это время им удалось собрать большое количество данных. Но возникала проблема: анализировать их вручную было слишком долго. К тому же друзья не знали, как их визуализировать и сделать более наглядными для фермеров.

«Если вы начнёте рассказывать фермеру про вегетационные индексы, спектральную съёмку, ретроспективный анализ, пространственные базы данных, он может схватиться за вилы», — вспоминали основатели OneSoil.

Им на помощь пришёл друг Мазая дизайнер Саша Яковлев, который в то время жил в Аргентине и ненадолго приехал в Минск. Чуть позже он стал третьим сооснователем проекта.

Мы поехали с ним кататься на байдарках, а вечером сидели возле костра. Он рассказывал мне про Аргентину, а потом спросил, почему у меня в соцсетях так много фотографий полей и тракторов.

Я рассказал, чем мы занимаемся, а его это так впечатлило, что он предложил показать наши данные своему другу Арсению Анисимовичу. Он жил в Лондоне и занимался data science. Тогда мы не очень понимали, что это такое.

Вячеслав Мазай

Анисимович потратил несколько месяцев, чтобы создать нейросеть для анализа фото с дрона, которая распознавала отдельные объекты на изображениях.

В это время основатели OneSoil решили принять участие в одном из минских хакатонов. С одной стороны, они хотели найти единомышленников в команду, с другой — привлечь внимание к проекту.

Однако они понимали, что аудиторию хакатона не сильно заботит урожайность и корреляции между темпом вегетации и количеством солнечных дней в году.

Тогда Мазай и Генин решили продемонстрировать простой, но эффектный продукт и обучили нейросеть находить сорняки на снимках полей.

Мы собрали много данных с полей, которые сами разметили — то есть вручную обвели сорняки. Затем закинули данные в модель и показали ей: вот это — сорняк, а это — несорняк. И попросили её найти сорняки на других фотографиях.

Вячеслав Мазай

С этой разработкой OneSoil заняла призовое место, а к команде присоединились ещё три сотрудника: инженер по электронике Никита Бедункевич, data-аналитик Кристина Бутько и бэкенд-разработчик Евгений Воронец, который занялся подготовкой онлайн-платформы для точного земледелия.

Когда первая версия сервиса была готова, Мазай и Генин попросили своих знакомых фермеров воспользоваться ею и дать обратную связь. Одним из недостатков они назвали сложность использования: чтобы получить данные, сперва требовалось вручную внести всю информацию по полям. Продукт нуждался в доработке.

Деньги, инвестиции, монетизация

За три года Мазай и Генин потратили около $50 тысяч на исследовательскую работу и полевые исследования. Первые несколько лет они занимались проектом в свободное от основной работы время, но когда увидели перспективы — накопили финансовую подушку, уволились и занялись сервисом вплотную.

К 2017 году основатели поняли, что для развития OneSoil нужны инвестиции. Они обратились к сооснователю инвестиционной компании Bulba Ventures Юрию Мельничеку, однако он сперва отказался вкладывать деньги в проект.

По словам Мельничека, он не верил в эффективность бизнес-модели продукта: предприниматели планировали обращаться к фермерам напрямую и предлагать им услуги по «оцифровке» полей и дешифровке данных.

Вместо этого Мельничек предложил отказаться от съёмок с дронов и полностью перейти на анализ и распознавание спутниковых снимков с помощью нейросетей. А заодно — оцифровать все поля в мире, чтобы сервисом могли воспользоваться фермеры из любых стран. То есть упростить продукт для рядовых пользователей.

С этим условием он, а также венчурный фонд Haxus бывшего вице-президента Mail.Ru Group Юрия Гурского и сооснователь ИТ-компании Epam Systems Леонид Лознер вложили в OneSoil $500 тысяч.

«Мы искали не просто деньги, а людей, способных помочь нам сделать тот продукт, который мы хотим», — поясняет Вячеслав Мазай.

Юрий Гурский и Юрий Мельничек развивали стартапы в сфере искусственного интеллекта, нейросетей и картографии: бесплатные карты Maps.me (сервис приобрела Mail.Ru Group), приложение для создания фото- и видеомасок на селфи MSQRD (компанию купила Facebook), а также приложение для замены фона на фото Fabby (его и компанию Aimatter приобрела Google).

Леонид Лознер в 1993 году основал в США компанию-разработчика ПО под названием Epam Systems. По данным за 2017 год, её оборот составляет $1,45 млрд, а прибыль — $172,9 млн.

справка vc.ru

Получив инвестиции, создатели OneSoil изменили сервис, и он приобрёл современный вид. С помощью нейросетей они нашли на спутниковых снимках все поля в Европе и США и определили, какие культуры росли на них за последние три года. А заодно проследили динамику развития растений.

Это позволило им накопить данные об урожайности земельных угодий и найти плодородные и неплодородные зоны.

OneSoil запустился в Европе в июле 2018 года, а в сентябре — в США. За это время на сервисе зарегистрировались более 30 тысяч человек.

В 2019 году команда OneSoil будет фокусироваться на развитии бизнеса. Цель предпринимателей — вывести сервис на прибыль к 2020 году.

По словам Вячеслава Мазая, продукт останется бесплатным для обычных фермеров. Одним из способов монетизации станет заработок на рекламной модели.

Фермер пользуется нашей системой: мы знаем о его поле и культурах. А ещё знаем, что через неделю он должен внести удобрения для кукурузы. Поэтому мы можем прорекламировать одного из производителей.

Когда есть много пользователей, то можно зарабатывать на чём угодно.

Кроме того, основатели сервиса планируют зарабатывать на продаже аналитики для крупных агрохолдингов, консалтинговых компаний и производителей удобрений.

Например, если агрохолдинг решит приобрести новые поля, он может запросить у OneSoil список участков на юге Франции площадью не менее 10 гектаров, на которых последние три года не росла пшеница.

Или производитель удобрений может взять статистику по плодородности полей на Украине, найти наименее урожайные хозяйства и потратить маркетинговый бюджет не на всю страну, а на отдельные проблемные регионы.

А фабрика по производству консервированных овощей может узнать, в каких регионах был неурожай, спрогнозировать закупочные цены или найти новых поставщиков.

Сейчас основатели OneSoil ведут переговоры с крупными корпоративными клиентами. По оценке Мазая, первый контракт удастся подписать только в 2019 году — во многом из-за длинных циклов заключения сделок в сегменте b2b.

В октябре 2018 года OneSoil представил сервис на платформе Product Hunt и занял четвёртое место в номинации «Продукт недели». Всего за сервис проголосовало более 1300 человек — при том, что другие проекты в сфере агротехнологий в среднем набирают не больше 100 плюсов.

Несмотря на интерес американских пользователей, OneSoil не планирует переезжать из Белоруссии в Кремниевую долину: «Сельское хозяйство хорошо развито не только в США. Мы сделали продукт, который масштабируется на весь мир. Нам хорошо и уютно в Минске», — заключает Мазай.