Глазастый осьминог охотится за апельсинами на деревьях

Уборка фруктов, пожалуй, один из самых деликатных видов сельскохозяйственных работ. И если картофелеуборочные машины и зерновые комбайны человечество придумало очень давно, то во фруктовых садах присутствие технической цивилизации как-то особо не отмечается. А ведь на дворе XXI век. Надо соответствовать.

Всё может измениться, если американская компания Vision Robotics благополучно завершит свой необычный проект.

 

 

Она работает над созданием роботов, способных выполнять различные операции во фруктовых садах, а ещё — на виноградниках.

Любопытно, что идея разработки садовых роботов принадлежит не компании. Как рассказал исполнительный директор Vision Robotics Дерек Морикава (Derek Morikawa), в 2004-м году с этим заказом к нему пришёл представитель Калифорнийского исследовательского совета по цитрусовым (California Citrus Research Board — CCRB).

Дерек считал, что создание робота, способного собирать урожай апельсинов, невозможно. Но представитель CCRB привёл инженеров Vision Robotics на калифорнийскую апельсиновую ферму и показал, что все деревья растут аккуратными рядами, а фрукты превосходно видны и доступны.

Orange Harvester. Некий прототип этого робота Vision Robotics намерена показать уже в следующем году, а полностью рабочую машину — года через три (иллюстрация Vision Robotics).

Апельсины инженерам, видимо, очень понравились, потому они кинулись за разрешение неразрешимой задачи.

Вообще-то Морикава знал, что предыдущие попытки создания "апельсиновых" роботов провалились не столько из-за невозможности автоматического сбора плодов как такового, сколько из-за неэффективности такого сбора. Робот срывал апельсин, затем искал следующий, срывал его и так до тех пор, пока не понимал, что собраны все апельсины с данного дерева. Это было удручающе медленно.

Но уже тогда, в апельсиновой роще, специалисты компании догадались до гениальной по простоте и эффективности идеи: нужно провести разделение функций. Один робот должен идти первым и только составлять виртуальную карту сада, отмечая положение всех апельсинов. А второй может двигаться следом и быстро собирать их. Ведь когда вам известны координаты всех плодов, вы можете составить наиболее экономную и оптимальную стратегию их сбора.

	Так должен выглядеть Tree Fruit Scout, в исполнении для сбора яблок. Вообще же, инженеры готовы варьировать облик этой машины в зависимости от потребностей: от замены исполнительных механизмов до замены шасси (иллюстрация Vision Robotics).

Так появился проект Orange Harvester. Множество стереоскопических камер (на манипуляторах) и система распознавания образов (на чём собственно Vision Robotics собаку съела) помогут этому комплексу распознать все апельсины в листве. Второй робот, прицепленный к первому, получает эти данные и собирает фрукты при помощи восьми длинных манипуляторов, способных изгибаться в нескольких плоскостях, оканчивающихся нежными "пальцами".

Тед Баскин (Ted Baskin), президент CCRB, говорит, что к концу нынешнего года сумма инвестиций агропромышленников в проект Orange Harvester составит $1 миллион, и ещё $5 миллионов потребуются прежде, чем появится, наконец, серийный образец такого робота.

Производители цитрусовых мечтают сократить использование на плантациях сезонных рабочих-мигрантов. Чему рабочие эти, понятно, не рады (даже устраивают кампании против механизации). Зато рады хозяева апельсиновых рощ. Мол, прогресс же не остановить.

Причём нетрудно понять, что владельцы плантаций интересуются не прогрессом как таковым, а его возможными экономическими выгодами: если роботы будут работать так быстро и безотказно, как обещано, их покупка и эксплуатация обойдётся дешевле оплаты живой рабочей силы из сезона в сезон.

Главное для фруктовых роботов — понять, что они собственно собирают. Vision Robotics считает, что, в конечном счёте, придуманный ею принцип сбора можно распространить на очень широкий спектр сельскохозяйственных культур (иллюстрация Vision Robotics).

К тому же в последние годы, как ни удивительно, такие плантации в Калифорнии испытывают недостаток в рабочих руках: немало плодов сгнивает, что называется, на корню. Из-за этого промышленники даже обращались к конгрессу США, чтобы облегчить процедуру въезда в страну для рабочих из Мексики (а надо было вместо этого просто закупать специальные кроссовки, заметим). Но что-то с конгрессменами не сложилось.

Потому не стоит удивляться, что на сборщике апельсинов Vision Robotics не остановилась и запустила ещё один проект: Tree Fruit Scout. Как ясно из названия, на сей раз инженеры обратили свой взор на яблоки и прочие разные груши.

Принцип его работы полностью повторяет схему действий Orange Harvester, только робот будет выглядеть несколько иначе — его размеры, пропорции и манипуляторы будут приспособлены к работе в яблоневом саду.

Робот-обрезчик лозы (иллюстрация Vision Robotics).

А ещё компанией задуман Grape Pruner — робот-обрезчик лозы. "В конце каждого сезона рабочие должны выйти на виноградники и тщательно провести обрезку лозы в точно выбранных местах и под правильным углом, чтобы на следующий год получить хороший урожай", — сообщает Vision Robotics.

Разумеется, сейчас эту операцию, одну из самых ответственных в выращивании винограда, проводят люди. Но инженеры полагают, что робот может справиться с этой задачей не хуже, да ещё и быстрее.

	Эксперимент по обрезке лозы роботом-манипулятором проходил, можно сказать, в тепличных условиях (фото Vision Robotics).

Правда, пока такая машина существует лишь на картинке, но Vision Robotics уже продемонстрировала обрезку лозы триммером, смонтированным на конце промышленной руки-манипулятора.

Во всех трёх проектах главная проблема — не манипуляторы для требуемых действий, а программы, способные "понять" — что они видят.

"Мозг" фруктового робота должен составить трёхмерную карту дерева/куста/лозы, затем оценить каждый фрукт, скажем, апельсин — насколько он зрел, какой у него размер, есть ли чёрные пятна?

Только хорошие плоды будут взяты машиной. И хотя некоторые сельскохозяйственные рабочие полагают, что руки роботов могут сами повредить фрукты, и что люди не захотят покупать плоды, собранные машиной, инженеры Vision Robotics трудятся в поте лица. Ну их, рабочих, истинные опасения понятны.

Тем временем к финансированию работ по "фруктовым" роботам подключилась вашингтонская исследовательская комиссия по плодовым деревьям (Washington Tree Fruit Research Commission).

А разработчики из Vision Robotics уже подумывают: "А не замахнуться ли нам ещё и на вишню?"

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru