Киберсадовод: в России изобрели робота для ухода за садом

Уход за садом — дело сложное и кропотливое. Пропустишь распространение среди плодовых деревьев какой-нибудь заразы или явление в гости команды членистоногих вредителей — готовься к потере значительной доли урожая. Однако теперь в борьбе за сохранность любимых угодий компанию садоводам составит российский робот с говорящим именем botANNIC — способный отслеживать агрономические "неполадки" с точностью до 80%!

Фото: НИТУ МИСИС

Кто создал botANNIC и для чего

Главная "обязанность" робота-садовода, предназначенного для работы в яблоневых садах — оценивать степень спелости растущих яблок и искать на деревьях больные и повреждённые плоды. Машину уже испытали в реальном хозяйстве — промышленном яблоневом саду Федерального научного центра имени И. В. Мичурина в Тамбовской области.

Вклад в работу над необычной машиной внесли специалисты из НИТУ МИСИС, Высшей школы экономики, Тамбовского государственного технического университета и Китайского горно-технологического университета. Учёные предполагают, что более тщательный осмотр плодов позволит повысить урожайность и максимально снизить потери плодов.

Как выглядит и как работает "кибер-садовод"

Выглядит botANNIC как платформа 1,5x1,5 м, которая передвигается на колёсиках. Мощность двигателя робота составляет 500 Вт, энергию обеспечивают литий-ионные батареи.

В ходе работы botANNIC самостоятельно перемещается по саду, ориентируясь на загруженную в систему 3D-карту. Также робот может следовать заданному заранее маршруту. Кибер-садовник сканирует кроны деревьев, ищет на ветвях яблоки и оценивает их: насколько плоды уже созрели, есть ли на них повреждения или насекомые. Ищет робот-садовод и больные листья.

Для контроля над качеством плодов робот использует стереокамеру и различные датчики, в том числе лидар — устройство, определяющее расстояние при помощи луча света. Собранную информацию обрабатывает "электронный мозг" — нейросеть.

Фактически, как отметил заведующий кафедрой физики НИТУ МИСИС Иван Ушаков, процесс наблюдений botANNIC подобен работе человеческого зрения. Только результаты контроля такого робо-садовода порой будут немного более точными, чем у живого человека, ведь машина не способна уставать и отвлекаться. Данные проверок с точным расположением проблемных зон будут передаваться на планшет оператору робота — благо "на макушке" у botANNIC'а, помимо других устройств, располагаются антенны связи.

Нечеловеческая точность и всепогодность botANNIC

Чтобы контроль был максимально точным, в анализе яблок участвуют сразу несколько компьютерных алгоритмов робота. В программе машины предусмотрена работа в ветреные солнечные дни, когда колеблющиеся листочки деревьев создают световую "рябь", препятствующую комфортному наблюдению. Может botANNIC работать и "в ночную смену", отыскивая садовые неполадки в полной темноте при помощи тепловизора.

Робот может подразделять плоды на 5 классов: здоровые, гнилые, пятнистые, подпорченные насекомыми и заражённые грибковой паршой. В исследовании, опубликованном в журнале Drones, учёные отметили, что точность определения роботом таких неполадок с яблоками, как грибковая парша и гниль, достигает даже не 80%, а минимум 87%! По результатам обследований сада botANNIC, пользуясь помощью GPS-модуля, составляет "отчёт": карту болезней растений в угодьях. Распознавание заболеваний и вредителей на ранних стадиях позволит своевременно реагировать на проблемы и правильно подбирать средства для ухода за посадками.

Заменит ли в будущем человека

В будущем botANNIC может переключиться с наблюдения на созидание: робо-садовода планируется оснастить "рукой"-манипулятором для отбора проб и сбора поспевших плодов. Грузоподъёмность робота составляет 200 кг, так что идея приспособить машину для такой работы вполне осуществима. Также botANNIC должен обзавестись лазерным излучателем для избавления сада от сорных растений и вредителей.

Отмечается, что кибер-садоводы не заменят живых работников полностью, а лишь послужат для них полезными помощниками в тех ситуациях, когда для обнаружения проблем потребуются невероятная наблюдательность и машинная точность.

"Отдельных вредителей можно увидеть только в микроскоп. Например, клещей. Если повреждение видно невооружённым глазом, <…> — значит, момент уже упущен и дерево поражено, — сообщил в комментарии для "Известий" главный технолог общества "Плодовое" Павел Тюрин. — Если машина с огромным увеличением сможет всматриваться в листья и находить клеща на ранних стадиях, это будет очень большая помощь агроному".

Специалист отметил, что эффективной работа botANNIC'а будет только в том случае, если робот будет хорошо различать достаточное количество видов садовых вредителей.

Ограничения в применении

Есть у применения робота-садовника и некоторые ограничения. В частности, пока робо-садовод не приспособлен к работе в теплицах, так как ему будет непросто "перелезать" через расположенные на полу коммуникации. Не очень целесообразно пока применять робота в небольших садах: для маленького хозяйства приобретение высокотехнологичного оборудования, его установка и ремонт могут оказаться слишком дорогими.

Однако уже видны перспективы применения робота в промышленных масштабах: как следует развернуться робо-садовник сможет в больших садах, где деревья высажены очень плотно — и человек чисто в силу физических возможностей может упустить важные "звоночки", сигнализирующие о заболеваниях и паразитах.

Новинку уже в скором времени планируется выставить на продажу для сельскохозяйственных предприятий. Готовность применять изобретение сразу на огромных территориях дарит надежду и владельцам небольших хозяйств: всё-таки двигаться от большого к малому обычно немного проще, чем подниматься от малого к большому.