Dự án thiết kế robot đào tự điều hướng

Ngành công nghiệp đào là ngành kinh doanh lớn ở bang Georgia, với hơn 130 triệu pound đào được sản xuất mỗi năm với giá trị tại trang trại hơn 71 triệu USD.

Tuy nhiên, việc trồng trọt của họ vừa phức tạp vừa là một quá trình thâm canh thủ công. Trong một dự án được chỉ định để giải quyết vấn đề này, Viện Nghiên cứu Công nghệ Georgia (GTRI) đã phát triển một robot thông minh được thiết kế để xử lý các công việc dựa vào con người là tỉa thưa và cắt tỉa cây đào, điều này có thể giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho các trang trại đào ở Georgia.

Robot sử dụng hệ thống cảm biến LIDAR và GPS chuyên dụng cao công nghệ để tự mình đi qua vườn đào và tránh chướng ngại vật. Hệ thống LIDAR xác định khoảng cách bằng cách nhắm mục tiêu vào một vật thể bằng tia laser và đo lượng thời gian cần thiết để chùm tia laser phản xạ trở lại, trong khi công nghệ GPS đo các vị trí cụ thể đến từng phần inch.

Khi đến một cây đào, rô bốt sử dụng một máy ảnh 3D nhúng để xác định quả đào nào cần được loại bỏ và lấy quả đào bằng một thiết bị giống như móng vuốt, được gọi là thiết bị hiệu ứng cuối, được kết nối với phần cuối của cánh tay của nó.

Ai-Ping Hu, một kỹ sư nghiên cứu cấp cao của GTRI, người đứng đầu dự án thiết kế robot cho biết: “Hầu hết mọi người đều quen thuộc với việc thu hoạch trái cây và hái ở chợ. "Nhưng thực sự còn rất nhiều việc phải làm trước thời điểm đó trong chu kỳ tu luyện."

Robot giải quyết hai thành phần chính của chu trình trồng đào: tỉa cây và tỉa cây.

Tỉa cành đề cập đến việc loại bỏ chọn lọc các cành trước mùa sinh trưởng mùa xuân, thường xảy ra từ giữa tháng XNUMX đến đầu tháng XNUMX và phục vụ nhiều mục đích - bao gồm cả việc phơi bày nhiều diện tích bề mặt bên trong của cây ăn quả dưới ánh sáng mặt trời và loại bỏ các cành già không mong muốn để có thể tăng trưởng mới để phát triển tốt hơn. Trong khi đó, tỉa thưa là khi những quả đào nhỏ hoặc chưa phát triển, được gọi là đào con, bị loại bỏ khỏi cây đào để cho phép những quả đào lớn hơn và tốt hơn phát triển, Hu giải thích.

Không có robot nào trên thị trường có thể thay thế hoàn toàn con người trong ngành trồng đào do môi trường không có cấu trúc của vườn đào, bao gồm thời tiết không thể đoán trước, địa hình không bằng phẳng và hình dạng và kích thước khác nhau của cây.

Những nỗ lực hiện tại để tự động hóa việc thu hoạch đào và các loại cây trồng đặc sản khác cho đến nay vẫn chưa thành công như những tiến bộ trong tự động hóa cây trồng hàng hóa, nơi máy móc có thể thu hoạch hàng trăm mẫu đào cùng một lúc. Cây trồng hàng hóa bao gồm các mặt hàng như ngô, lúa mì và đậu tương.

“Các loại cây trồng đặc sản vẫn phụ thuộc rất nhiều vào lao động thủ công”, Hu nói, “bởi vì mọi thứ đều được cá nhân hóa và quá độc đáo nên thực sự rất khó để tự động hóa”.

Để giải quyết những vấn đề duy nhất này, GTRI đang tìm cách kết hợp trí tuệ nhân tạo và các phương pháp đào tạo học sâu để cải thiện khả năng phân loại hình ảnh và hiệu suất tổng thể của robot.

GTRI cũng đã hợp tác với Dario Chavez, một phó giáo sư tại Khoa Trồng trọt tại Cơ sở Griffin của Đại học Georgia ở Griffin, Ga., Để khám phá thêm khả năng tự động hóa thông minh của việc trồng đào.

Gary McMurray, một kỹ sư nghiên cứu chính của GTRI và là trưởng bộ phận của Bộ phận Công nghệ Bền vững Thông minh của GTRI, cho biết robot mới này có nhiệm vụ chuyển đổi quy trình canh tác trái cây cho nhiều trang trại gặp khó khăn trong việc trồng cây đủ khỏe để chống chọi với các điều kiện môi trường khó lường.