Исследователи создают роботизированную систему для удаления сорняков и мониторинга сельскохозяйственных культур

Фигура, иллюстрирующая платформу Bonnbot-I.Кредит: Ахмади, Холстед & amp;МакКул.

За последнее десятилетие роботизированные системы произвели революцию в многочисленных секторах, включая сельскохозяйственный и сельскохозяйственный сектор.Многие задачи, которые традиционно выполнялись вручную, теперь могут быть потенциально автоматизированы, повышая эффективность и снижение рабочей нагрузки фермеров и других сельскохозяйственных работников.

Двумя аспектами сельского хозяйства, которые могут извлечь большую пользу от автоматизации, являются управление сорняками и мониторинг урожая.Поскольку спрос на органические продукты, выращивающие с использованием минимального количества химических веществ и пестицидов, значительно возросли за эти годы, многие фермеры ищут жизнеспособные и более чистые стратегии для борьбы с сорняками, устранения вредителей и отслеживания состояния своих культур.

Команда исследователей из Университета Бонна разработала новую роботизированную систему, которая могла бы помочь фермерам управлять сорняками и более эффективно контролировать культуры.Эта система, получившая название Bonnbot-I, была введена в недавнем опубликованном Paper Paper на сервере Pre-Print Arxiv.

«Культивирование и прополка - это две основные задачи, выполняемые сегодня фермерами», - написали Алиреза Ахмади, Майкл Холстед и Крис МакКул, исследователи, которые разработали робота, написали в своей статье.«Недавняя задача для прополки-это желание уменьшить лечение гербицидов и пестицидов, сохраняя при этом качество и количество урожая. Мы представляем Bonnbot-I, точную платформу управления сорняками, которая также может выполнять полевой мониторинг».

Робот, созданный этой командой исследователей, использует несколько датчиков локализации на основе технологии GPS и одометрии.Робот может перемещаться по полям, чтобы найти, классифицировать и подсчитать растения, а также управлять сорняками, используя различные инструменты, интегрированные в структуру его тела.

Примечательно, что система полностью совместима с АФК, первичной роботизированной операционной системой.В рамках своего исследования Ахмади и его коллеги также собрали новый набор данных для алгоритмов обучения для поиска и подсчета кукурузы, что может быть трудно обнаружить, используя компьютерное зрение.

«Приводящиеся в действие подходами мониторинга урожая, которые могут точно определить и классифицировать растения (сорняки и урожай), мы дополнительно улучшаем их производительность, слияв платформу, доступную GNSS и колесную одометрию», - написали исследователи.«Это повышает точность отслеживания нашего подхода к мониторингу урожая от нормализованной средней ошибки от 8,3% до 3,5%, оцениваемого на новый общедоступный набор данных о кукурузе. Мы также представляем новое расположение инструментов сореников, установленных на линейных приводах, оцениваемых в моделируемых средах.”

До сих пор исследователи оценили робота Bonnbot-I в моделируемых областях, которые отражали типичное распределение сельскохозяйственных культур в реальных областях.Их первоначальные выводы были многообещающими, предполагая, что их робот может в конечном итоге стать полезной технологией для фермеров.В будущем команда сможет провести дальнейшие тесты в реальных средах, используя физический прототип Bonnbot-I, чтобы дополнительно подтвердить его потенциал.

«Мы повторяем распределения сорняков из реальной области, используя результаты нашего подхода к мониторингу, и показываем обоснованность наших методов деления рабочего пространства, которые требуют значительно меньшего движения (сокращение на 50%) для достижения аналогичных результатов»,-написали исследователи.«В целом, Bonnbot-I является значительным шагом вперед в точном управлении сорняками с новым методом избирательного распыления и контроля сорняков в пахотном поле».

Больше информации: Alireza Ahmadi et al., Bonnbot-I: точная платформа управления сорняками и мониторинга урожая, Arxiv (2023).Doi: 10.48550/arxiv.2307.12588

Alireza Ahmadi et al., Bonnbot-I: Точная платформа управления сорняками и мониторинга урожая, 2022 г. Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам (IRO) (2022).Doi: 10.1109/iros47612.2022.9981304