Сельский робот Lukas узнаёт урожай и выдергивает сорняки

Прополка сорняков. Казалось бы, что тут сложного. Однако до сих пор выдёргивать сорную траву человеку приходится вручную, так как его друзья-роботы пока не могут справиться с этой задачей. Впрочем, по меньшей мере, одна машина делает успехи. В связи с чем мы с ней и познакомимся.

 

 

Кандидат наук из шведского университета Хальмстада (Högskolan i Halmstad) по имени Бьёрн Арстарнд (Björn Åstrand) 8 сентября защитил диссертацию, озаглавленную "Электронно-механический контроль над сорняками на основе визуального восприятия" (Vision-based Perception for Mechatronic Weed Control). Этим фактом он привлёк внимание общественности к своему проекту Mech-Weed, над которым бьётся с 1997 года.

Его цель — строительство мобильного сельскохозяйственного робота, способного безошибочно идентифицировать сорняки и автоматически выдёргивать их с корнем. Прототипом такого робота стал "Лукас" (Lukas) — набитый аппаратурой шкафчик на четырёх колёсах.

	Автор проекта Бьёрн Арстарнд (фото Halmstad University).

Практичные шведы подсчитали, что прополка вручную поля, засаженного сахарной свёклой, может стоить сельхозпроизводителю 10 тысяч крон за гектар ($1,3 тысячи). Причём желающих заниматься прополкой год от года всё меньше, и многим фермерам приходится сокращать производство.

Арстарнд со своим "Лукасом" как раз нацелился на свёклу, хотя в принципе технология годится для всех овощей, растущих на грядках.

Робот, в теории, может сократить "прополочные" расходы фермеров на 50% и, вместе с тем, внести вклад в охрану окружающей среды, заменив химикаты-гербициды.

Функционирует робот следующим образом. На днище машины установлена инфракрасная камера. Она схватывает изображения грядок. Последующая обработка этих снимков бортовым компьютером управляет колёсами робота и инструментом для прополки. Вот так он едет в автономном режиме.

Робот движется по полю медленно и тихо… (изображение Halmstad University).

В пределах грядки "Лукас" отличает полезные растения от бесполезных и вредных при помощи другой камеры, цветные изображения с которой анализирует специальная программа: фиксирует размер, цвет и форму, сравнивает с образцам из имеющейся базы и так далее.

И вот с этим машина пока справляется не очень хорошо. Урожай на одном и том же поле неоднороден: растения значительно отличаются друг от друга под влиянием разных факторов, типа дождя и ветра, а также болезней.

"Из-за этого я решил применить другую технику, — рассказывает Бьёрн. — Так как овощи на грядках рассажены более-менее равномерно — например, с интервалом 15 сантиметров — компьютер по этим промежуткам может достаточно точно определить, что сорняк, а что — нет. Комбинируя различные методы, мы потихоньку совершенствуем технологию".

…Пока не включается "выдёргивалка" сорняков – это крутящийся барабан с проволочными "лезвиями" (изображение Halmstad University).

Другая проблема, мешающая "Лукасу" выйти на рынок, отсутствие у Бьёрна и его коллег понимания – как быть в случае, если сорняк и овощ выросли настолько близко друг к другу, что стали переплетаться. Выдёргивать обоих? Тут надо подумать.

О состоянии проекта на сегодняшний день Арстарнд пишет, что робот уже может идентифицировать 99% овощей (свёклу, салат, цветную капусту, морковь и других), а также удалить с грядки приблизительно половину сорняков. Маловато, как видим.

Кстати, разработку "Лукаса" спонсируют Шведский сельскохозяйственный совет (Jordbruksverket) вместе Фондом фермеров и агротехнических исследований (Stiftelsen Lantbruksforskning). А при наличии финансирования думается, что свой проект, отмеченный несколькими наградами за инновацию, Бьёрн просто так не бросит.

Вероятно, Lukas встретится с фермерами через несколько лет. А там, глядишь, датский робот подтянется, и хоть трава не расти. В общем, даёшь роботизацию сельского хозяйства. А то всё на Марс, да на Марс, а на Земле свёклу с морковкой пропалывать некому.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru