«Не верю в нейросети — верю в человеческий ум»: физик-теоретик создал для фермеров датчики половой охоты коров Ovi-Bovi
Рассказ белорусского предпринимателя Дмитрия Широкого о запуске стартапа без инвесторов.
В 2004 году физик-теоретик Дмитрий Широкий из Минска окончил физфак БГУ и после университета работал в разных странах мира. Аспирантура в Дании, работа в Германии в Институте физики Общества Макса Планка и Университете им. Фридриха-Александра. Дальше — работа в Китае в Институте передовых технологий Гуан-Чи. Широкий занимался вычислительной электродинамикой и исследованиями в области оптики.
Вернувшись в Минск, Широкий сменил сферу деятельности. Он основал частное предприятие «Распределённые сенсорные системы», которое предлагает фермам датчики для половой охоты коров Ovi-Bovi.
Идея
Изначально идея была связана с беспроводными технологиями — телеметрией. Увидев перспективную нишу на рынке, Широкий решил создать платформу для передачи данных, которая бы удовлетворяла несколько требований: дальняя связь (пять км), долгая жизнь от батарейки (десять лет) и достаточный объём передаваемой информации: «Не одно сообщение в день, а хотя бы пара в час».
В 2011 году я возвращался в Москву из Китая, а там мои дружки-физики мутили очередную авантюру: монтировали беспроводные датчики для столичных автопарковок.
Они как раз получили хороший заказ от московской мэрии и попросили меня помочь. Неделя-другая движухи с ними меня взбодрили: я увидел мир, отличный от академической среды, где я до сих пор вращался.
Я загорелся идеей сделать красивый инновационный бизнес в Беларуси.
Со временем Широкий решил создать на базе телеметрической платформы минимально жизнеспособный продукт, который можно продавать и финансировать работу над платформой. Сферу проекта предопределила женитьба на ветвраче. Широкий окунулся в сельскохозяйственную ветеринарию и стал разрабатывать датчики половой охоты коров.
«Увидел указ президента — подумал, получу деньги»
Продукт востребован животноводами — искусственное осеменение стоит недешёво, и каждая неудачная попытка оплодотворить корову означает лишние расходы для хозяйства. Поэтому важная задача на ферме — правильно определить время овуляции. Этому способствует то, что коровы обычно демонстрируют внешние признаки половой охоты.
В некоторых хозяйствах правильный момент определяют на глаз, где-то с помощью специальной краски или быков-пробников. В крупных хозяйствах, где поголовье измеряется тысячами голов, вешают коровам на шеи датчики, которые измеряют их двигательную активность и передают данные на приёмник. Программа, проанализировав информацию и зафиксировав пик активности, сигнализирует животноводам: время пришло.
По словам Широкого, в мире около десяти крупных производителей таких датчиков. Он поставил перед собой задачу создать продукт, который бы превосходил западные аналоги по функциональности и при этом стоил дешевле.
У существующих датчиков либо батарейки больше трёх лет не держат, либо всё классно, но рядом с коровником надо ставить пять антенн. Я делаю то же самое, но у меня одна антенна на тысячи голов за пять километров «светит».
€60 за штуку
Цена белорусского датчика — €60, у израильского производителя такие же по €130. При этом цена одной попытки искусственного осеменения тёлки, по словам одного из фермеров, составляет около $50.
Сначала Широкий пытался найти государственное финансирование под проект. Он предположил, что указ президента №229 от 20 мая 2013 года «О некоторых мерах по стимулированию реализации инновационных проектов» поможет ему реализовать задуманное.
В указе было написано, что гранты и ваучеры до $100 тысяч могут выдаваться под инновационные проекты без увеличения доли государства в спонсируемом предприятии. Я подумал, я же такой умный, если кто-то и сможет получить эти деньги, то это буду я. Забегая вперёд, скажу, что в рамках указа денег вообще никто не получил.
Есть открытые данные о том, во сколько обошлись такие разработки моим конкурентам. Там суммы исчисляются миллионами долларов. Я оценил стоимость проекта в $90 тысяч. Из них около $30 тысяч закладывал на изготовление пресс-формы для литья корпусов датчиков (в Беларуси первоначально мне выставили счёт на €25 тысяч плюс НДС), ещё $30 тысяч — на покупку оборудования (анализатор спектра, осциллограф и другое) и столько же — на фонд оплаты труда.
«Жил в деревне, топил печку и каждый день ездил к коровам»
Широкому не удалось наладить отношения с инвесторами. Условия, которые ему выдвигали, он считал несправедливыми, так что привлечь $90 тысяч не получилось. Но изобретатель придумал, как реализовать проект с меньшими затратами.
Почему в итоге мне удалось сделать продукт без инвесторов? Мы вступили в новый период развития цивилизации, когда появляются фантастические возможности для запуска хардверных проектов.
Вещи, которые раньше стоили очень дорого и были недоступны, дешевеют в десятки раз. Например, анализатор спектра — самый простой, портативный, в 2012 году, когда я начинал проект, стоил $2 тысячи. Сейчас у меня в портфеле лежит такой за $20 — в 100 раз разница. Или векторный анализатор цепей — незаменимый прибор для отладки радиотрактов — стоил $10 тысяч, у меня не так давно появился за $500. Ключевые вещи становятся удивительно доступными.
Второй компонент — это доступность информации. Благодаря интернету, благодаря таким людям, как Александра Элбакян, которая ведет Sci-Hub — сайт, дающий доступ к научным статьям с дорогих мировых ресурсов, — у нас есть возможность сегодня быть на острие науки.
Если бы у меня не было доступа к научным журналам, я был бы слепым котёнком: сам я бы не разобрался в ветеринарии, например, не узнал бы об американском и европейском опыте внедрения сенсорных систем в животноводстве.
Также сократились расходы на пресс-форму — её в итоге изготовил минский завод «Термопласт». А фонд заработной платы Широкий исключил из бизнес-плана. Работая над продуктом, сначала тратил сбережения, а потом жил впроголодь. В тот период от Широкого ушла жена.
В 2015 году я жил в унаследованном доме в деревне под Барановичами. Денег тогда уже не было, я топил печку, ел картошку с соседского огорода и каждый день ездил за три километра на ферму к своим коровам.
Минсельхозпрод помог тем, что разрешил мне проводить испытания на любой животноводческой площадке: у меня был круглосуточный доступ на ферму. Я приходил туда, наблюдал за коровами, следил, как идёт сбор данных, скачивал их. Потом дома сидел возле печки и анализировал данные в матлабе.
«Не верю в нейросети — верю в человеческий ум»
Датчик — это плата с микросхемами и две батарейки, заключённые в пластиковый корпус. Но добавленная стоимость датчика не в «железе», а в алгоритме, который позволяет правильно интерпретировать данные с акселерометра.
Описывая алгоритм, Дмитрий подчёркивает, что составлял его без привлечения искусственного интеллекта, опираясь на знания по ветеринарии и статистические закономерности.
Овуляция у коров происходит примерно раз в 21 день, и с её приближением коровы проявляют беспокойство: начинают лизать других коров, запрыгивать на них, класть подбородок им на круп.
В датчике стоит акселерометр, который измеряет ускорение. Алгоритм накапливает данные, нормирует их на среднюю характерную для этой коровы активность за прошедшие несколько суток, чтобы учесть её индивидуальные особенности. Затем алгоритм нормирует на среднюю групповую активность (чтобы исключить ложные срабатывания датчика — например, в период резкого потепления), усредняет по характерному периоду охоты, и всплеск этой усредненной величины свидетельствует о наступлении охоты.
Система отправляет SMS на телефон техника-осеменителя, что определённая корова вступила в охоту, и у него есть примерно восемь часов на осеменение.
Я не верю в нейросети, в искусственный интеллект — я верю в человеческий ум. Да, нейросети — классная штука, но это не лекарство от всех болезней, не silver bullet. Мы не должны вслепую решать задачи, полагаясь на тупую вычислительную мощь.
Классическая наука никогда не отстраивалась от «метода Монте-Карло», она всегда пыталась понять, как устроен мир, так почему мы сейчас должны отвергать эту методологию? Лишь потому, что кто-то взял на вооружение умное слово — «нейронная сеть»?
Первая коммерческая партия
В ходе реализации проекта к Широкому подключились живущий в Швейцарии программист Николай Федоркевич и Никита Пастухов — промышленный дизайнер, который сконструировал и построил литьевую машину, пригодившуюся для прототипирования и серийного производства датчиков первой коммерческой партии.
В 2017 году Широкий выпустил первую коммерческую партию в 500 датчиков. Некоторое количество датчиков ушло на ферму в Швецию, ещё 460 штук по тендеру купили агрокомбинат «Ждановичи» и сельхозпредприятие «Городея». Там продукт прошёл обкатку, продемонстрировав точность алгоритма, дальность связи и обнаружив несовершенство корпуса.
Изобретатель до сих пор разбирается с последствиями ошибки — на ферме агрокомбината «Ждановичи» оказалось 38 неработающих датчиков.
Эксплуатация системы в реальных условиях вскрыла одну проблему — постоянные сотрясения датчика приводили к разбалтыванию батареек в отсеках, в результате обрывалась пайка идущих к батарейкам проводков.
Сейчас конструкцию корпуса доработали, батарейки болтаться не будут. Проблема легко устранимая, но всё же это мешок датчиков, и этот мешок люди видят, так что ситуацией я недоволен.
Но на самом деле просто чудо, что это была единственная обнаруженная проблема — на фоне отличной радиосвязи, высокой эффективности алгоритма, успешной зимовки приёмников под открытым небом.
«Сельское хозяйство — крутая область для техногика»
Широкий считает нормальным поломки в процессе запуска нового продукта. Свидетельством успеха он называет рост оплодотворяемости коров в «Городее». И дело не только в продуктивности животных, но и в продолжительности их жизни, уверен Широкий.
У нас ужасная статистика по оплодотворяемости. На корову уходит много спермодоз, удлиняется межотёльный период. Жалко животных.
Когда корова раз за разом не может забеременеть, её выбраковывают и сдают на мясо. Если внедрить систему, которая будет показывать время овуляции и корову будут вовремя осеменять, то средняя продолжительность её жизни и среднежизненная дойность возрастут.
После доработки корпусов датчиков Широкий собирается масштабировать проект — фермеры интересуются продуктом. Директор по производству молочной фермы в Тульской области лично приехал в Минск посмотреть, как работает система Широкого.
Широкий считает, что достиг большой цели — создать платформу передачи данных.
Платформу я создал. Не так давно поехал с тремя датчиками на ферму в «Городее» и там повсюду гулял, в том числе внутри железобетонного здания. В 5,1 км от антенны приём был абсолютно без сбоев. Я получил 100% передачу данных при фантастической энергоэффективности. И если эта платформа работает в суровых фермерских условиях (плата падает в навоз, достаёшь — работает), то для таких «детских» приложений, как передача данных со счётчиков ЖКХ в границах квартала, она тем более будет работать. Было бы с кем эти многочисленные приложения мутить.
Живые объекты сложнее неживых. Автоматизация управления системами с биокомпонентами — это совсем другой уровень. Возьмём дистанционный сбор данных с приборов учёта. В чём тут задача? Да регулярно передавать по радио циферки с прибора: расход столько-то кубов. И в базу данных записывать. А у нас — коровы, они неизмеримо сложнее.
Надо определить, какие вообще данные собирать, как собирать, как обрабатывать их на уровне оконечных устройств, на коровах. Как обрабатывать на сервере, чтобы полезную метрику построить.
А зачем нам сложность? Во-первых, сложность увлекает сама по себе — так человек устроен. Во-вторых, сложность задач, решаемых малой командой, стартапом, является наилучшей защитой получаемых решений от копирования конкурентами.
Оформлять патенты, нанимать юристов, вступать в игру по корпоративным правилам — значит, стать на путь поражения. Стратегия победы — выкатывать нетривиальные, эффективные и трудновоспроизводимые решения сложных задач.
Крепкий парень. + вскрыл неработающий указ президента.
Половая охота = сексуальное влечение у коров, если кто не сразу понял о чём речь.
Комментарий недоступен
Очень поучительный опыт. Вызывает только уважение. Искренне желаю дальнейших успехов.
чувак косплеит Джареда из Silicon Valley?
Я тысячекратно извиняюсь но тут инноваций ноль.
Этот супер датчик о котором идет речь, по сути элементарный GPS трекер с акселерометром. Для того чтобы работать годами, пишется софт погружающий плату в глубокий сон, акселлерометр прерывает сон, копим информацию, по расписанию отправляем данные на сервер.
Для того чтобы получит максимальное покрытие (радиусом до 10 км) и максимальную энергоэффективность используем LPWAN сеть, скорее всего LoRa.
Опыт на коровах это интересно и сложно, но в плане техники тут ничего такого нет...
Он же сказал ясно, что самое сложное было разработать алгоритм, а сама плата - да, относительно простое устройство.
Хоть мне и не близка фермерская тематика, но такие люди вызывают восхищение, чем бы они не занимались. Их приверженность своему делу, самоотверженность и вера в успех это те качества, которые непросто в себе развить.