Двупалая роботизированная рука тянется к пушистой белой коробочке хлопка в поле. Устройство вытягивает ворс из коробочки и движется дальше… хватая еще одну, потом еще одну.
Этот новый «конечный исполнительный механизм», разработанный учеными из Университета штата Миссисипи, потенциально может изменить правила игры в сельском хозяйстве не только в «Хлопковом поясе», но и во всем мире, и может избавить мировую промышленность стоимостью более 38 миллиардов долларов от нехватки сельскохозяйственной рабочей силы. Автономные системы на основе искусственного интеллекта.
«Системная технология, которую мы разрабатываем сегодня, предоставит завтрашним фермерам, выращивающим хлопок, более экологически и экономически устойчивые возможности для сбора урожая», — сказал Алекс Томассон, заведующий кафедрой сельскохозяйственной и биологической инженерии МГУ, который участвовал в новаторском проекте, спонсируемом Cotton. Инк.
Исследовательская группа недавно опубликовала информацию о проекте в журнале Smart Agricultural Technology.
Томассон сказал, что, хотя другие университеты участвуют в этом исследовании, именно разработанный МГУ концевой эффектор отличает систему этого университета, предоставляющего землю. Эта разработка входит в число многих проектов МГУ, направленных на повышение точности, производительности и прибыльности сельского хозяйства, а университет официально открыл Институт сельскохозяйственной автономии, первый и единственный в стране междисциплинарный исследовательский центр, специализирующийся на автономных технологиях для повышения точности и эффективности в фермерских хозяйствах.
Эксперты из Экспериментальной станции по сельскому и лесному хозяйству штата Миссисипи и сотрудничающие организации надеются лучше кормить и одевать мир, борясь с такими проблемами, как нехватка квалифицированных механизаторов, ущерб почве, вызванный огромными комбайнами, и изменение климата.
Вдохновленный особенным способом, которым язык ящерицы тянется к своей добыче, дизайнер устройства для сбора урожая Хусейн Гарахани рассказал, что механизм собирает по одной коробочке хлопка за раз, а не все сразу, как машины, что делает сбор урожая возможным раньше и чаще, когда семенной хлопок находится в стадии созревания. пиковое качество.
«Хлопковое растение представляет собой уникальную проблему для системы камер на базе искусственного интеллекта, потому что коробочки могут быть ориентированы в разных направлениях, а семенной хлопок не является твердым и непрерывным, как яблоко», — сказал Гарахани, доцент агрономии и биоинженерии МГУ. «Наш рабочий орган, на разработку которого ушло около года, работает с нашей системой восприятия на основе камеры, чтобы идентифицировать и извлечь волокно из коробочки».
Синь Чжан, еще один исследователь и доцент кафедры, занимается интеграцией рабочего органа Гарахани с коммерческой роботизированной рукой с шестью степенями свободы и полноприводной роботизированной платформой «Хаски», созданной Clearpath Robotics, которая работает с блоком GPS-навигации и модулем восприятия.
Центральное место в разработке автономного комбайна занимает модуль восприятия искусственного интеллекта — камера на основе RGB (похожая на камеру смартфона), 3D-датчик LiDAR для обхода препятствий и процессор на основе искусственного интеллекта. Чжан использует программное обеспечение Gazebo, симулятор на базе ROS, чтобы воспроизвести работу модуля на виртуальном хлопковом поле. В настоящее время она также тестирует работу робота в полевых условиях в университетском научно-исследовательском центре по производству фольги RR, известном как North Farm.
«Последние несколько лет мы создавали и тестировали эти системы по отдельности, а в следующем году мы сосредоточимся на интеграции и навигации с целью создания полностью автономного комбайна, который сможет работать на непредсказуемой и неровной местности. » она сказала.
По словам Томассона, председателя МГУ Уильяма Б. и Шерри Берри, решение других непредсказуемых проблем заставляет все области сельского хозяйства внедрять автономные технологии.
«Поскольку население растет и все больше людей находят работу в городских районах , все меньше людей готовы или даже заинтересованы в сельскохозяйственном труде, и зачастую трудно найти людей, которые имеют квалификацию для управления крупной сельскохозяйственной техникой», — сказал он.
Кроме того, экономические и экологические последствия использования традиционных комбайнов стимулируют использование роботизированных решений. Сегодняшние шестирядные комбайны с круглыми модулями, которые собирают большую часть хлопка в стране и весят около 30 тонн, могут уплотнять почву до такой степени, что удобрения и вода становятся менее эффективными в гусеницах колес, что приводит к возможному снижению урожайности. Кроме того, поскольку эти машины собирают урожай в конце сезона, волокно рано цветущих коробочек, несомненно, может быть потеряно.
Томассон признает, что этой технологии еще предстоит пройти долгий путь, чтобы стать коммерчески жизнеспособной. Тем не менее, он сказал, что исследования в области роботизированных систем сбора урожая будут продолжать продвигаться к устойчивым решениям проблем, стоящих перед сельским хозяйством в ближайшие десятилетия.
Теги: ИИ, растения, робототехника
