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.
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.
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».
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.
