Клубничные поля будут существовать вечно для востребованных ягод, но рабочие, которые выполняют изнурительную работу по их сбору, в дефиците. Хотя возделывание на высоких грядках несколько облегчает ручной труд, потребность в роботах для помощи в сборе клубники, томатов и других подобных продуктов очевидна.
Появление в Японии роботов для сбора клубники, оснащенных лидарами, знаменует собой эпоху преобразований в сельском хозяйстве, решающую проблему нехватки рабочей силы и меняющую представление о точном земледелии.
В постоянно меняющемся ландшафте сельского хозяйства появление сельскохозяйственных роботов знаменует собой революционный сдвиг в подходе к сбору урожая. Клубника, которую ценят за ее сладость и универсальность, представляет собой уникальные проблемы при выращивании и сборе урожая.
Традиционно зависящие от человеческого труда, эти нежные ягоды требуют скрупулезного обращения, что добавляет трудоемкости к природе сельского хозяйства. Однако с сокращением рабочей силы в сельском хозяйстве возникает острая необходимость в инновационных решениях. Поэтому встречайте робота для сбора клубники, новаторскую разработку из Университета Осаки Метрополитен, который использует передовую технологию лидара для решения задач современного сельского хозяйства.
В качестве первого шага роботизации сектора клубники профессор Университета Осаки Такуя Фудзинага разработал алгоритм для роботов, чтобы они могли автономно ездить в двух режимах: двигаться к заранее указанному месту назначения и двигаться вдоль приподнятых грядок. Исследователь Высшей школы инженерии экспериментировал с сельскохозяйственным роботом, который использует данные облака точек лидара для картирования окружающей среды. Результаты опубликованы в журнале Computers and Electronics in Agriculture.
Роботы, оснащенные лидарными датчиками, создают подробные 3D-карты с помощью лазерных импульсов, обеспечивая четкое представление о местности и препятствиях. Такая точность имеет решающее значение при навигации по узким рядам и неровной поверхности, типичным для клубничных ферм.
В отличие от традиционных систем GPS, лидар обеспечивает точность, необходимую для таких деликатных операций. Интегрировав эту технологию, команда Фудзинаги в Университете Осаки Метрополитен проложила путь к более эффективным и менее трудоемким процессам сбора урожая, решая как проблему нехватки рабочей силы, так и физические требования сельскохозяйственных работ.
Инновационный алгоритм позволяет роботу работать в двух различных режимах: автономное перемещение в указанное место, например, к месту сбора урожая, и отслеживание вдоль высоких грядок с сохранением оптимального расстояния. Эта двухрежимная возможность гарантирует, что робот может адаптироваться к разнообразным и непредсказуемым схемам сельскохозяйственных полей, сохраняя последовательность в своих движениях.
Лидар, доступный на некоторых высококлассных смартфонах профессионального уровня и используемый автономными транспортными средствами, использует свет в лазерных импульсах в качестве метода дистанционного зондирования. Таким образом, сельскохозяйственный робот может точно двигаться, сохраняя постоянное расстояние от грядки, при этом его эффективность была проверена в виртуальных и реальных условиях.
Полевые испытания продемонстрировали способность робота плавно перемещаться даже при изменении условий местности. Адаптивность этой системы является свидетельством ее потенциала для реального применения. Плавно переходя между режимами навигации, робот может легко справляться со сложными условиями, что делает его подходящим кандидатом для интеграции в существующие сельскохозяйственные операции. Это технологическое достижение обещает повысить эффективность и точность сельскохозяйственных методов, снижая зависимость от человеческого труда.
Последствия этой технологии выходят за рамки сбора урожая клубники. По словам Такуи Фудзинаги, потенциал этих роботов огромен. По мере того, как они становятся более точными в своих движениях, спектр задач, которые они могут выполнять автономно, будет расширяться. Помимо сбора урожая, агроботы могут использоваться для мониторинга урожая, обнаружения заболеваний, целенаправленной обрезки и даже орошения или удобрения.
Эта многофункциональность не только облегчит физические требования к сельскохозяйственным работникам, но и будет способствовать более устойчивым методам ведения сельского хозяйства. Оптимизируя использование ресурсов и минимизируя отходы, эти роботы могли бы способствовать более экологически чистому сельскому хозяйству. Поскольку технология становится более практичной и масштабируемой, она обещает преобразовать сельскохозяйственную отрасль, сделав ее более устойчивой перед лицом нехватки рабочей силы и растущего мирового спроса на продовольствие.
«Если роботы смогут перемещаться по ферме более точно, спектр задач, которые они смогут выполнять автоматически, расширится, не только для сбора урожая, но и для мониторинга заболеваний и обрезки, - пояснил профессор Фудзинага. - Мои исследования показывают возможность, и как только этот тип сельскохозяйственного робота станет более практичным в использовании, он внесет значительный вклад в повышение эффективности работы и сокращение трудозатрат, особенно при возделывании на высоких грядках».
Источник и фото: Osaka Metropolitan University.