Британська компанія Small Robot Company (SRC) завершила спільний проект з Університетом Стратклайда (Велика Британія), Agri-EPI та китайськими партнерами, результатом якої стала інтеграція спеціально створеного обприскувача з роботизованою платформою Tomv4
Робот Tomv4 може просканувати до 20 га на день
Це перший випадок, коли Small Robot Company інтегрувала сторонній інструмент у роботу свого комерційного робота Tom. Протягом останніх двох років команда працювала над проектом Innovate UK Smart Farms з метою розробки роботизованої системи для моніторингу, аналізу та боротьби з бур'янами, шкідниками й хворобами на посівах кукурудзи й пшениці.
Інтеграція обприскувача відкриває шлях до обладнання роботизованої платформи цілою низкою інших систем, дозволяючи розширити її переваги завдяки використанню невеликих, легких роботів для виявлення хвороб та шкідників і боротьби з ними.
Точно, але за два проходи окремими машинами
Роботизована платформа поки не здатна за один прохід провести сканування і обприскування ділянки. Робот Tom все ще використовує практику See then Spray. Іншими словами, версія Tomv4 (Tom – назва прототипу робота, v4 – четверта версія) спочатку сканує і картографує кожну рослину з роздільною здатністю PerPlant 0,28 мм/піксель, а потім ці дані аналізуються для створення карти обробки. І вже згодом цю згенеровану карту новий робот-прототип використовує для керування бортовим обприскувачем в окремій операції.
Робот Tomv4 спочатку сканує і картографує кожну рослину з роздільною здатністю PerPlant 0,28 мм/піксель, а потім ці дані аналізуються для створення карти обробки
Дві версії робота Tom. Робот Tomv4 (ліворуч) сканує поле, щоб скласти карту бур'янів, яка використовується для створення плану обробки за допомогою мікрообприскування. Новий прототип (праворуч) готується до мікрообприскування
Рей Кінг, технічний керівник науково-дослідних проектів, пояснює, що в такий спосіб машина може проводити обприскування точно, визначаючи окрему норму для кожної ділянки розміром 25 х 25 см, що й необхідно для мікрообприскування. У майбутньому робот зможе поєднувати обидві операції за один прохід однієї машини (сканування й обприскування), але для цього потрібно буде змінити алгоритм і програмне забезпечення, щоб він міг обробляти дані на борту досить швидко і реагувати на ситуацію на полі в реальному часі.
«Наразі робот фіксує та зберігає всі дані, отримані в полі, незалежно від того, корисні вони чи ні. Ми обробляємо дані в хмарі, виокремлюючи з усього масиву корисну інформацію та вже на цьому етапі робимо висновки про стан посівів. Ми працюємо над тим, щоб обробляти дані в режимі реального часу й одразу видаляти ті, які не є корисними для фермера, - говорить Рей Кінг. – Я люблю використовувати аналогію з комбайном, який скошує на лише колос чи качан, а всю рослину зі стеблом, і переробляє скошену масу під час руху полем, зберігаючи й спрямовуючи в бункер лише цінне зерно і залишаючи позаду менш цінні пожнивні рештки. Ми хочемо робити приблизно те саме, але в нашому випадку працювати треба не з зерном, а з даними».
Наразі робот фіксує та зберігає всі дані, отримані в полі, незалежно від того, корисні вони чи ні
Компанія Small Robot використовує стандартні RGB-камери, але розробила складне програмне забезпечення для виявлення однодольних бур'янів у посівах зернових культур
Виявити бур'яни на стадії одного листка
Компанія Small Robot Company заявляє, що має першу і поки що єдину систему, яка може виявляти і наносити на карту бур'яни на стадії одного листка в масштабі поля. Цікаво, що SRC не використовує жодних спеціальних датчиків для виявлення цих тоненьких бур'янів.
«Якщо ви бачите такі рослини своїми очима в полі, то розробити систему, яка б також їх бачила, не так вже й складно. Ми використовуємо стандартні RGB-камери – важливим є програмне забезпечення», - розповідає Рей Кінг.
Для сканування робот може досягти швидкості роботи на рівні 20 га/день. Однак для збільшення продуктивності на великому орному полі в компанії пропонують додати більше роботів, а не збільшувати розмір обладнання.
Що стосується обробки (внесення препарату), то загальна продуктивність обприскувача буде змінюватися залежно від площі забур'янення. Зазвичай бур'яни ростуть ділянками, і робот не тільки оброблятиме саме ці ділянки, але й зможе розрахувати найкоротший маршрут для покриття поля.
У SRC вважають, що розробити систему, яка б могла «бачити» навіть найтонші бур’яни, як їх бачить людське око, не так вже й складно
Обробка PerPlant починається з виявлення та картографування кожної окремої рослини на полі
Майбутні розробки
Наразі система мікрообприскування використовує ввімкнення і вимкнення окремих розпилювачів. У майбутньому Рей Кінг бачить використання широтно-імпульсної модуляції не тільки для цільового застосування, але й для зміни дози відповідно до рівня засміченості посівів бур'янами чи заселення шкідниками.
«Ці точні карти бур'янів можна накласти на карту врожайності майбутньої культури, щоб оцінити вплив і ефективність обробки», - говорить він.
Остання розробка британської компанії Small Robot Company – прототип для мікрообприскування для захисту від бур'янів, шкідників та хвороб
Крім того, вони також можуть бути інтегровані у створення карти змінних норм внесення азоту, яка ґрунтується на використанні індексу листкової площі (LAI, Leaf Area Index, або GIA, Green Area Index). Це один із показників, які найчастіше використовуються для оцінки асиміляційної поверхні рослинного покриву. На його основі розраховують показник озеленення (GnPR), за допомогою якого порівнюють різноманітну рослинність досліджуваних територій та виявляють відмінності.
У компанії гарантують, що висока забур'яненість (яка збільшує індекс листкової площі) не вплине на розрахунки, тож фермер не буде підживлювати осередки бур'янів. Натомість усі поживні речовини будуть внесені лише для основної культури.