Самонавигационный дизайн-проект персикового робота

Индустрия персиков - это крупный бизнес в штате Джорджия, где ежегодно производится более 130 миллионов фунтов персиков, а стоимость ворот фермы превышает 71 миллион долларов.

Однако их выращивание - сложный процесс, требующий больших затрат вручную. В рамках проекта, призванного решить эту проблему, Технологический научно-исследовательский институт Джорджии (GTRI) разработал интеллектуального робота, предназначенного для решения человеческих задач по прореживанию и обрезке персиковых деревьев, что может привести к значительной экономии затрат для персиковых ферм в Джорджии.

Робот использует сенсорную систему LIDAR и узкоспециализированный GPS. technology самостоятельно перемещаться по персиковым садам и избегать препятствий. Система LIDAR определяет расстояния, нацеливаясь на объект лазером и измеряя время, необходимое лазерному лучу для отражения обратно, в то время как технология GPS измеряет местоположения с точностью до долей дюйма.

Оказавшись на персиковом дереве, робот использует встроенную 3D-камеру, чтобы определить, какие персики нужно удалить, и захватывает персики с помощью когтеобразного устройства, известного как концевой эффектор, которое подсоединяется к концу его руки.

«Большинство людей знакомы со сбором фруктов и сбором их на рынке», - сказал Ай-Пин Ху, старший инженер-исследователь GTRI, который возглавляет проект по созданию роботов. «Но на самом деле до этого момента цикла совершенствования нужно сделать гораздо больше».

Робот выполняет два ключевых компонента цикла выращивания персика: обрезку деревьев и прореживание деревьев.

Обрезка относится к выборочному удалению ветвей перед весенним вегетационным периодом, который обычно происходит с середины мая до начала августа и служит многим целям, включая воздействие солнечного света на большую внутреннюю поверхность фруктовых деревьев и удаление нежелательных старых побегов, чтобы дать возможность новый рост, чтобы лучше развиваться. Между тем, истончение - это когда маленькие или неразвитые персики, известные как персики, удаляются с персиковых деревьев, чтобы дать возможность вырасти более крупным и качественным персикам, объяснил Ху.

На рынке нет роботов, которые смогли бы полностью заменить людей в индустрии выращивания персиков из-за неструктурированной среды персиковых садов, которая включает в себя непредсказуемую погоду, неровную местность и деревья разных форм и размеров.

Текущие усилия по автоматизации сбора персиков и других специальных культур до сих пор не были столь успешными, как достижения в автоматизации товарных культур, когда машины могут собирать сотни акров урожая за раз. Товарные культуры включают кукурузу, пшеницу и сою.

«Специализированные культуры по-прежнему очень зависят от ручного труда, - сказал Ху, - потому что все настолько индивидуально и уникально, что действительно сложно автоматизировать».

Чтобы решить эти уникальные проблемы, GTRI изучает способы включения искусственного интеллекта и методов обучения глубокого обучения для улучшения способностей робота к классификации изображений и общей производительности.

GTRI также сотрудничал с Дарио Чавесом, доцентом кафедры садоводства в кампусе Гриффин Университета Джорджии в Гриффине, штат Джорджия, для дальнейшего изучения интеллектуальной автоматизации выращивания персиков.

Гэри МакМюррей, главный инженер-исследователь GTRI и руководитель отдела интеллектуальных устойчивых технологий GTRI, сказал, что новый робот призван преобразовать процесс выращивания фруктов на многих фермах, которые изо всех сил пытались выращивать деревья, достаточно сильные, чтобы противостоять непредсказуемым условиям окружающей среды.