Прорыв в роботизированном сельском хозяйстве
Команда WSU разработала роботизированный комбайн, способный находить и бережно собирать клубнику, скрытую под листвой — задачу, которая долгое время считалась непреодолимой для машин. Система объединяет искусственный интеллект для распознавания плодов, мягкие силиконовые захваты, предотвращающие повреждение ягод, и вентиляторную установку, аккуратно отводящую листья для доступа к урожаю.
В ходе лабораторных и полевых испытаний робот продемонстрировал:
- 80% точность в обнаружении клубники,
- 93% точность в определении, скрыта ли ягода под листом,
- 74% успешного сбора спелых плодов при использовании вентиляторной системы (без неё — всего 58%).
Почему это важно
Мировой рынок клубники оценивается в 20 миллиардов долларов и растёт на 6% в год. Однако отрасль сталкивается с острой нехваткой рабочей силы, что ведёт к росту затрат и потере части урожая.
«Нам нужны новые подходы, чтобы сделать сбор клубники доступнее, эффективнее и практичнее для фермеров», — говорит Манодж Карки, соавтор исследования, ныне профессор Корнельского университета.
До сих пор большинство роботизированных решений работали только в теплицах или с «настольными» системами, где ягоды свисают вниз и легко доступны. В открытом грунте, где листья закрывают до 60% урожая, такие системы оказываются беспомощными. Разработка WSU нацелена именно на реальные полевые условия — и это делает её принципиально новой.
Как это работает
Робот представляет собой четырёхколёсную тележку с компьютерной платформой, движущуюся вдоль грядок. Его зрительная система основана на 3D-камере, которая делает два снимка: цветной — для определения спелости, и перспективный — для точного позиционирования плода.
«Мы используем модель машинного обучения, чтобы найти клубнику, сопоставляя визуальные признаки с данными о расстоянии. Так мы точно узнаём, где она находится», — объясняет Цзысюань Хэ, ведущий автор исследования, ныне постдокторант Орхусского университета в Дании.
После обнаружения система рассчитывает траекторию движения мягких захватов. Встроенные вентиляторы аккуратно отдувают листья, открывая доступ к ягоде. Именно эта функция позволила значительно повысить эффективность сбора.
Что ещё нужно улучшить
Несмотря на успех, система пока не готова к массовому внедрению. Главное ограничение — скорость: в среднем роботу требуется 20 секунд, чтобы найти и сорвать одну ягоду. Для коммерческого использования этот показатель необходимо сократить в несколько раз.
Также предстоит доработать:
- Адаптацию к разным сортам клубники,
- Устойчивость к погодным условиям — дождю, ветру, пыли,
- Интеграцию с системами сортировки и упаковки урожая.
Будущее: не только клубника
Цзысюань Хэ считает, что вентиляторная система может быть адаптирована и для других культур, где плоды скрыты под листвой — например, винограда, ежевики или томатов черри.
Однако полностью заменить людей роботы в обозримом будущем не смогут. Скорее, они станут помощниками: будут собирать урожай в ночное время, в жару или на труднодоступных участках, а люди — контролировать качество и решать нестандартные задачи.
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
