сотрудник
ВАК 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности, в том числе: экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда; экономика народонаселения и демография; экономика природопользования; экономика предпринимательства; маркетинг; менеджмент; ценообразование; экономическая безопасность; стандартизация и управление качеством продукции; землеустройство; рекреация и туризм)
ВАК 08.00.10 Финансы, денежное обращение и кредит
ВАК 08.00.12 Бухгалтерский учет, статистика
ВАК 08.00.13 Математические и инструментальные методы экономики
ВАК 08.00.14 Мировая экономика
УДК 33 Экономика. Экономические науки
ГРНТИ 06.35 Учетно-экономические науки
ОКСО 02.04.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии
ББК 65 Экономика. Экономические науки
BISAC FOR021000 Russian
Статья рассматривает одну из наиболее перспективных направлений реализации цифровых технологий, которая включает в себя ту сферу, без которой человечество не может существовать уже несколько тысячелетий – аграрная отрасль. Сельское хозяйство на данном этапе развития столкнулось с необходимостью решать ряд сложных проблем, часть из которых к тому же и противоречат друг другу. С одной стороны, по-прежнему остро стоит проблема глобального голода, от которой страдает более миллиарда человек, причем эта цифра ежегодно возрастает.
цифровые технологии, агропромышленный комплекс, изменение климата, рациональное природопользование
Существующий уровень развития аграрных технологий не позволяет ее решить в краткосрочной перспективе. С другой стороны, экологические проблемы требуют немедленной реакции, так как затрагивают не отдельные регионы, а человеческую цивилизацию в целом. Постоянно требуются новые площади под пашни и пастбища, выращивание сотен миллионов голов домашнего скота и птицы отвлекает колоссальные объемы исчерпаемых природных ресурсов, особенно, воду, а экологичный вред крупных агроферм сопоставим с промышленными предприятиями или городским транспортными системами. Свою лепту вносит и урбанизация: рост площадей мегаполисов и увеличение численности населения вступает в противоречие с необходимостью расширения культивируемых под сельское хозяйство территорий, а еще и природу надо каким-то образом защитить. Наблюдается конкурентная борьба за ограниченные земельные участки, которые нужны и для жилищного строительства, и для производства сельхозпродукции. Помимо вышеизложенного необходимо учитывать и тренды на здоровые, экологически чистые продукты питания уже не только в развитых странах, но и по всему миру, а также возрастающий запрос именно на свежую продукцию, которую затруднительно доставить, если аграрная ферма расположена далеко от потребителей продукции. В связи с этим такие направления как производство функциональных (для спортсменов и последователей здорового образа жизни) и экологических продуктов будет увеличиваться темпами, которые опережают среднеотраслевые. Для традиционных продуктов, например, мяса и молока, активно создаются заменители-субституты не из домашнего скота, а in vitro (в пробирке), что позволит решить проблему экологического воздействия животноводства на природу. Первые образцы таких субститутов отличались чрезвычайно дороговизной, но технологии, в том числе цифровые, стремительно развиваются, так что себестоимость их производства постоянно снижается, так что в ближайшем будущем они смогут составить конкуренцию традиционным продуктам. Аналогичные процессы можно наблюдать в отношении рыбы, морепродуктов (аквакультура), грибов и других продуктов питания. В целом аграрный сектор находится в сложной системе взаимосвязей с целым комплексом трендов и факторов, под совокупным влиянием которых и происходит формирование сельского хозяйства будущего. Наиболее важными из них, по нашему мнению, являются следующие:
- функциональное питание (в особенности, учитывая чрезвычайную популярность многочисленных диет),
- изменения климата, которые различаются последствиями, но затрагивают практически все уголки мира и может привести к наступлению биологической сингулярности,
- проблемы со здоровьем у значительной части населения, вызванные неправильным и некачественным питанием (фаст-фуд),
- альтернативная энергетика и производство различных видов биотоплива,
- рациональное природопользование, что связано с ограниченностью и исчерпаемостью многих природных ресурсов,
- производство сельхозпродукции в городах (сити-фермы) и ряд других тенденций.
Например, климатические изменения привели к формирования новых требований к сельхозпроизводителям, что вынудило их создать новые сорта растений и породы домашнего скота, которые потребляют меньше воды, более устойчивы к холоду, жаре и другим экстремальным условиям. Благодаря городскому АПК удается совместить место выращивания продукции с местом ее потребления, что удешевляет себестоимость ее производства и сокращает время на логистические операции. Инвестиции в аграрный сектор исчисляются миллиардами долларов, причем значительная их часть идет именно на высокотехнологичные проекты, базирующиеся на digital-технологиях, и демонстрируют повышающий тренд. Цифровые технологии наряду с генетическими инструментами позволяют реконфигурировать и трансформировать существующие производственные процессы, сложившиеся логистические цепочки, появляется возможность снижение себестоимости на всех этапах производства продукции, а также минимизировать или даже нивелировать негативное воздействие на природу. Только использование одной из технологий – Интернета вещей – способно привести к положительному финансовому результату в 450 миллиардов рублей уже к 2025 году. Среди многочисленных вариантов использования цифровизации в аграрном хозяйстве, на наш взгляд, можно выделить следующие.
Во-первых, биотехнологии, которые включают в себя и разнообразные варианты генетического редактирования и конструирования, и микробиологические разработки (а также нано- и фемтотехнологии), разработки по укреплению иммунитета растений и животных без использования антибиотиков. Здесь применяются хорошо знакомые селекционные методы, но базирующиеся на системах распределенных данных (блокчейне).
Во-вторых, большим направлением и по масштабам, и по многообразию вариантов выступает генерация новых пищевых продуктов. Искусственное мясо, чья стоимость еще в 2013 году определялась в 300 000 долларов за один килограмм, всего за 4 года подешевело более, чем в 30 000 раз. И проблема голода, и решение экологических проблем сельского хозяйства могут быть решены в ближайшее время на новой технологической основе: мясные фермы (или фабрики) можно расположить в самих городах. Правда, такая революционная технологическая перестройка повлечет за собой и трансформацию социальной сферы сельской местности, приведет к росту безработицы среди аграриев и, возможно, вызовет новые волны миграции в города. Многообещающими выглядя и проекты в аквакультуре, где выведенные с помощью генных технологий новые виды лосося и форели не только демонстрируют впечатляющие показатели по размеру и скорости набора веса, превосходящие показатели природных особей, но и могут помочь в восстановлении популяции исчезающих видов. Альтернативные источники протеинов и новые ингредиенты для продуктов питания нацелены на экономию дефицитных природных ресурсов. Что касается не ближайших перспектив, а отдаленного будущего, то отдельного внимания заслуживает технология 3D-печати продуктов питания. Успешные эксперименты уже проводятся с различными продуктами, а в будущем появится возможность развернуть агропроизводство в любом месте планеты и даже в космическом пространстве. Фактически это означает исчезновение сельского хозяйства в современном виде, поскольку «напечатать» хлеб, мясо или овощи может любой гражданин на собственной кухне.
В-третьих, ведутся широкоформатные разработки по государственным частным программам в области выработки биоэнергии и производство биотоплива. Высокий спрос на эти виды товаров обусловлен и дефицитностью используемых в качестве сырья для электростанций природных ресурсов (в основном, углеводородов), и острыми экологическими проблемами традиционной энергетики, и ограниченностью территорий, которые нужны и для проживания граждан, и для развертывания инфраструктуры энергопоставок. Биотопливо активно производится во многих странах мира, причем используется различное сырье: это и кукуруза, и отдельные виды кустарниковых, и соя. Постоянно ведется поиск новых источников выращиваемого сырья для биотоплива в связи с тем, что применяемые в настоящее время технологии неоднозначны сразу по нескольким параметрам: экономическая целесообразность, экологическая безопасность, негативное воздействие на другие виды деятельности и т.д. Например, чем больше сельхозугодий возделывается под культивирование растений, перерабатываемых затем в топливо для транспорта, тем меньше их остается под выращивание продукции для питания, что сначала приводит к росту мировых цен на нее, а затем и усугублению проблемы голода. Бразилия, которая является одним из лидеров по производству биотоплива, а, с другой стороны, обладает значительными лесными массивами, является примером такого спорного подхода к решению проблемы экологии. Более половины всех транспортных средств крупнейшей южноамериканской страны использует биоэтанол, но для его производства уничтожаются леса. Получается, что производство биотоплива не привело к решению проблемы экологии, а ухудшило ее, учитывая ту роль, которую играют «легкие планеты» в формировании атмосферного баланса и климата Земли. Поэтому поиск новых видов сырья ведется с помощью цифровых технологий, позволяющих просчитать возможные последствия до того, как процесс производство будет запущено.
Биоматериалы означают и новые методы обработки сырья или отходов, и в этом направлении существуют интересные разработки с использованием бактерий, грибов, которые способны переработать даже пластик. Учитывая объемы именно пластикового мусора, который образовал целые острова в Мировом океане, такие грибы становятся долгожданной панацеей для чрезвычайно опасной экологической проблемы. Плесневые грибы Aspergillas carbonarius способны переработать практически любую древесно-целлюлозную массу в газ, который затем можно использовать в интересах энергетики или транспортной отрасли. Даже хорошо известные материалы с помощью цифровых технологий и генетических методов можно изменить настолько, что они приобретут новые свойства. Японские ученые модифицировали хорошо известного еще с древних времен тутового шелкопряда при помощи генетического редактирования таким образом, что получили флуоресцентный шелк красного, зеленого и оранжевого цветов. Разнообразные возможности намечаются в фармацевтической индустрии, где появилась возможность производить имеющиеся лекарственные препараты с совершенно иным, более глубоким уровнем очистки, что минимизирует негативные эффекты при их приеме пациентами.
В-четвертых, очень быстрыми темпами внедряется робототехника и системы управления транспортными средствами в агрохозяйствах. Сельское хозяйство находится в числе тех отраслей, где роботы, автоматизированные системы, элементы искусственного интеллекта обладают широкой вариативностью для реализации решений по повышению эффективности агропроизводства, с чем и связано большое разнообразие предлагаемых на рынке технических средств и программных продуктов, не говоря уже о тех разработках, которые еще находятся на стадии проектирования и апробации. Автономные системы управления транспортными средствами (разработаны такие продукты и для тракторов, и для комбайнов, и для грузовиков и другой сельхозтехники) приведет к тектоническим изменениям как в самой технологии выращивания и уборки урожая, так и демографической ситуации на селе (рост миграции становится в этом случае практически неизбежным). Сама конструкция таких аппаратов изменится в направлении упрощения и оптимизации пространства (зачем нужна кабина, если нет водителя?), исчезает необходимости выполнения жестких требований по безопасности для находящихся внутри людей. Сначала это приведет к снижению цены на закупаемую технику, а затем, - к снижению себестоимости выращиваемой продукции. Потребуются новые специалисты по управлению и контролю за такими системами (полностью автоматизированные системы вряд ли будут внедрены по психологическим причинам), так что в сельской местности уменьшится спрос на животноводов и механизаторов, но вырастет потребность в программистах и специалистах по цифровым технологиям. Специальные программы с помощью различных датчиков следят за плодородием почвы, уровнем влаги и солей в ней для повышения урожайности культивируемых сортов. В животноводстве искусственны интеллект контролирует физическое состояние коров и коз, проверяет качество молока, даже замеряет уровень стресса у домашних животных. Агротехнические дроны и мультикоптеры позволяют фермерам мониторить имеющиеся у них посевные площади, следить за стадами пасущихся животных, не затрачивая на это деньги и время (если бы пришлось самостоятельно объезжать территорию), но оперативно реагируя на происходящее. На наш взгляд, в аграрном направлении развития цифровизации уже достигнуты достойные результаты: массово внедряется беспилотный транспорт, все больше трудовых функций передается от человека в машине, повышается эффективность сельского хозяйства в целом. Поэтому в ближайшем будущем такой тренд сохранится и можно ожидать новых открытий и изобретений в этой области.
В-пятых, цифровизации АПК особенное значение имеет в городском пространстве, где сельское хозяйство стало активно развиваться и по причине недостатка площадей, и в связи с трудностями и дороговизной транспортировки продукции. Очень интересными представляются гидропонные технологии, вертикальные фермы, аэропоника. С учетом тенденции к увеличению численности и плотности населения в крупных городах потребность в таких фермах будет только возрастать. В мировых лидерах по развитию сити-ферм находятся азиатские города (Сингапур, Шанхай, Дубай), отличающиеся высокой плотность населения и дефицитом свободных земельных участков. То есть сами внешние условия подталкивают муниципальные власти к поиску вариантов обеспечения города необходимыми продуктами по разумной цене. Однако и в нашей стране созданы перспективные стартапы по развитию АПК в мегаполисах. Например, российская компания iFarm Project построила в Новосибирске городскую ферму площадью 300м2, где выращиваются салаты и пряные травы. Муниципалитеты других городов также заинтересовались такими фермами. Причем сроки окупаемости подобных проектов составляет порядка трех лет, что привлекает внимание предпринимателей желающих заниматься выращиванием продукции внутри городской черты. Иногда транспортный маршрут доставки выращенной сельхозпродукции ограничивается лифтом внутри здания: при перемещении с фермы, расположенной на верхних этажах, в ресторан на первом этаже.
В-шестых, цифровые технологии для агропроизводителей могут использовать те же решения, что и в других отраслях. Это касается и электронной торговли, и обработки больших данных (Big Data) по выращиваемым растениям или особям домашнего скота, и внедрения блокчейна для контроля качества продукции, то есть то, что прошло успешную апробацию и не требует внесения серьезных изменения под нужды сельскохозяйственных производителей. В то же время цифровые решения применяются для реализации проектов, рассчитанных под определенные группы населения или даже конкретного потребителя. Например, это касается изъятия аллергенов из продуктов, что позволит огромному числу людей во всем мире качественно изменить свою жизнь, питаться продуктами, которые ранее им были запрещены по медицинским показаниям. Сочетание digital-технологий с генной модификацией позволит расширить цветовой и вкусовой ассортимент уже известных продуктов до таких параметров, которые ограничены только фантазией покупателя.
Россия также не является исключением из общемирового тренда и у нас в стране наблюдается настоящий бум внедрения цифровых технологий в сельское хозяйство. Это особо важно, учитывая роль Российской Федерации в обеспечение поставок продуктов питания. Разнообразие вариантов использования цифровизации в АПК страны необычайно широкая: оно касается и выпуска беспилотных аппаратов-дронов (фирма «АгроДронГрупп»), и дистанционного и автоматического управления тракторами и комбайнами («Avrora Robotics»), и городских ферм («Urban Eco»), и цифровой модели внесения удобрений («MagroTech», созданная при Кубанском государственном университете), и биологическая защита, подпитка и стимуляция роста растений («Bionovatic») и другие стартапы с перспективными технологиями. Представленные примеры позволяют сделать вывод об устойчивом интерес и со стороны ученых, и со стороны предпринимателей, и со стороны учебных заведений к внедрению проектов в растениеводство и животноводство, но применяя новую технологическую базу. Учитывая растущий спрос на сельскохозяйственную продукцию в челом (численность населения увеличивается), а также тренд на органическое и экологически чистое питание (пока, в основном, в развитых странах, но в будущем – для всего мира), потребности в цифровых решениях в агрохозяйствах, с нашей точки зрения, будут поступательно возрастать. Аграрное производство ближайшего будущего, да и в определенной степени, уже и настоящего, - это высокотехнологичный процесс, опирающееся на самые передовые разработки в разных областях науки. Фактически сельское хозяйство становится такой же наукоемкой отраслью как химическая или авиационная промышленность. Синэргетический эффект от комбинации цифровизации и генетического редактирования способен революционным образом перестроить один из древнейших для человека видов деятельности, сохранив при этом хрупкий баланс во взаимоотношениях человечества и природы.
1. Вахитов Д.Р. Сингулярность. - М.: РУСАЙНС, 2019. - 100 с.
2. В.Сурняева. Грибной материал// Машины и механизмы, 2018. - №6. - С.32-39
3. www.abercade.ru/research/analysis/2019.htm
4. www.agroinvestor.ru/analytics/article/31304-apk-budushchego/
5. www.globalscience.ru/article/read/22301/
6. www.hightech-fm.turbopages.org/s/hightech.fm/2017/02/22/lab_grown_meat
7. www.rb.ru/longread/agrotech-investments/
