Ūkininkas robotas

Danijos mokslininkai kuria žemės ūkio robotą piktžolėms identifikuoti ir naikinti. Nors tai gali atrodyti gana lengva užduotis, norint išsirinkti piktžoles tarp pasėlių, iš tikrųjų reikia daug mašinų sumanumo. Robotas vis dar yra pradiniame kūrimo etape, tačiau mokslininkai tikisi, kad galiausiai tai leis sumažinti ūkininkų naudojamų herbicidų kiekį ir taip sumažinti išlaidas.

Robotas piktžolių naikintuvas: Ravėti piktžoles žmonėms gali būti gana lengva, tačiau tai kelia įdomių iššūkių robotikams. Netgi naršyti pasėlių eiles robotui gali būti sudėtinga. Tyrėjai tikisi įrengti Hortibot (aukščiau) sistemą, skirtą augalų identifikavimui pagal lapų raštus, kad jis galėtų selektyviai purkšti piktžoles herbicidu.

Pusiau autonominis robotas, vadinamas Hortibot, yra navigacinė platforma, skirta naudoti įvairius žemės ūkio įrankius, skirtus mechaniškai pašalinti piktžoles arba tiksliai jas purkšti herbicidu. Pradinis tikslas buvo sukurti robotą, kurį būtų paprasta naudoti ir kurį galėtų valdyti nekvalifikuotas darbuotojas, Rasmusas Jørgensenas , žemės ūkio mokslininkas iš Orhuso universiteto Žemės ūkio inžinerijos instituto Horsense, Danijoje.

Šiuo metu ūkininkai yra linkę kovoti su piktžolėmis purškdami ištisus laukus arba naudodami rankinius darbininkus, kurie fiziškai pašalina piktžoles rankomis. Tačiau šie metodai turi savo problemų, sako Jørgensen.

Nors darbo jėga gali būti pigi, darbuotojų mokymo išlaidos gali padidėti. Didelė žemos kvalifikacijos darbuotojų kaita žemės ūkyje reiškia, kad žemdirbiams kasmet tenka mokėti net trečdalį savo darbo jėgos.

Multimedija

• Stebėkite veikiantį Hortibot.

Neatsargus herbicidų purškimas daro poveikį aplinkai, yra švaistomas ir padidina ūkininkavimo išlaidas. O herbicidai paprastai purškiami naudojant sunkiasvores transporto priemones, pavyzdžiui, traktorius, o tai savo ruožtu sutankina dirvą. Jei dirvožemis yra per kompaktiškas, šaknys negali prasiskverbti į ją ir vanduo negali prasiskverbti, sako Jørgensen. Pasak jo, vienas traktorius ir jo apkrova gali sverti iki pusės metro.

„Hortibot“ tikslas – išspręsti šias problemas, suteikiant galimybę lengvam robotui atlikti tas pačias užduotis, prižiūrint vienam, mažai apmokytam darbuotojui. Vos 245 kilogramus sveriantis – maždaug keturiasdešimtąją traktoriaus svorio – robotas yra pagrįstas modifikuota komerciškai prieinamos nuotoliniu būdu valdomos šlaito vejapjovės, vadinamos Voras .

Metro aukščio, maždaug pusantro metro pločio ir ilgio keturratis „Hortibot“ aprūpintas žemyn nukreipta kamera. Tai leidžia robotui savarankiškai naršyti tarp kelių pasėlių eilių jų nepažeidžiant ir nenaudojant jokios globalios padėties nustatymo technologijos. Kai kurios žemės ūkio mašinos dabar naudoja GPS, tačiau jis gali būti nepatikimas, nes priklauso nuo žemėlapių skiriamosios gebos ir tikslumo, sako Jørgensen.

Naudojant vizija pagrįstą metodą, užtikrinama, kad robotas tiksliau apims lauką, pasiekęs lauko kraštą apsisuks ir toliau vingiuotų per visą sklypą. Žmogus operatorius yra tam, kad nukreiptų jį į lauką ir sustabdytų, jei atsirastų kliūčių. Treniruodamasis mažiau nei valandą ir naudodamas paprastą valdymo lazdelę, juo gali naudotis visi, sako Jørgensenas.

Neseniai vykusiame lauko robotų renginyje, vykusiame Vageningene, Nyderlanduose, Hortibot sugebėjo sekti vagas ir savarankiškai pasukti reikiama kryptimi, kai pasiekė pasėlių eilių kraštą. Nors kai kurie kiti robotai galėjo sekti pasėlių linijas, jie negalėjo pasukti. Mes parodėme, kad [Hortibot] lengva dirbti ir jis gali sukti be didelio planavimo, sako Jørgensen.

„Hortibot“ komanda dabar planuoja aprūpinti robotą moduliniais įrankiais tiksliam purškimui ir mechaniniam piktžolių šalinimui. Pirmiausia siekiama identifikuoti piktžoles, o tada purkšti jas atskirai, nepažeidžiant pasėlių, arba pašalinti nepažeidžiant šalia esančių pasėlių.

Pastaraisiais metais didėja susidomėjimas mechaninių tarpueilių ravėtuvų naudojimu, nes nerimaujama dėl aplinkos blogėjimo ir didėjančios ekologiškai pagaminto maisto paklausos, sako Athanasios Dedousis, žemės ūkio inžinierius, kuriantis tokią sistemą. Cranfield universitetas , Jungtinėje Karalystėje.

Tačiau, kad visa tai veiktų, greičiausiai bus didžiulis iššūkis, sako Chrisas Melhuishas , direktorius Bristolio robotikos laboratorija , Jungtinėje Karalystėje. Jis sako, kad labai sunku priversti mašiną tai padaryti.

Jørgensenas sutinka. Jis sako, kad buvo atlikta daug tyrimų naudojant hiperspektrinę analizę, siekiant nustatyti unikalius skirtingų augalų požymius pagal jų sugeriamos šviesos dažnius, tačiau paaiškėjo, kad jų sugertis labai priklauso nuo augalo mitybos.

Taigi Jørgenseno laboratorija laikosi kitokio požiūrio. Mes naudojame formos analizę, sako jis. Analizuojant lapų artumą, orientaciją ir padėtį vienas kito atžvilgiu, galima atskirti piktžoles nuo pasėlių augalų. Sunkumai kyla, kai skirtingų augalų lapai persidengia arba užstoja vienas kitą, tačiau Jørgensenas mano, kad tai metodas, kuris ilgainiui pasirodys patikimesnis nei spektrinė analizė.

Panašiai mechaninis augalų pašalinimas toli gražu nėra paprastas, sako Dedousis. Pasėlių eilės ne visada tiesios, o augalai nėra vienodai išdėstyti. Kadangi kai kuriose vietose gali būti didelis piktžolių užkrėtimo lygis, piktžolių pašalinimo mechanizmai turi būti tikslūs iki maždaug 50 milimetrų, sako Dedousis.

Tačiau reikšmingas iššūkis greičiausiai bus susijęs su ekonomika, sako Melhuishas. Šiuo metu nėra taip, kad [robotas] būtų ekonomiškas, sako jis. Numatoma Hortibot kaina yra apie 55 000 USD. Jis sako, kad darbuotojai migrantai tiek Europoje, tiek Jungtinėse Valstijose nori dirbti už mažą atlyginimą, sunku suprasti, kaip robotas galėtų konkuruoti.

„Hortibot“ išlaidas galėtų kompensuoti jo produktyvumas, sako Dedousis. Ravėjimas yra pasikartojantis darbas. Robotai gali tai daryti visą parą ir bet kokiomis oro sąlygomis. Ekologiniams ūkininkams tai gali būti tikra palaima. „Hortibot“ yra kelias į ateitį, sako Dedousis. Tačiau jis prognozuoja, kad prireiks kelerių metų, kol jis bus paruoštas komerciniam ūkininkavimui.

Iš tiesų, Jørgensenas sako, kad prieš pradedant naudoti robotą, reikia atlikti kai kuriuos esminius perprojektavimus. Tai apima ratų gabarito padidinimą, kad „Hortibot“ su kiekvienu šlavimu galėtų uždengti daugiau pasėlių eilių, ir padidinus tarpą, kad robotas būtų tinkamas įvairiems pasėliams.

paslėpti