Компанія Pixelfarming Robotics продемонструвала роботу прополювача Robot One у господарстві голландського фермера Стефа Рюйтера, який займається вирощуванням та продажем цибулин тюльпанів
Голландський фермер Стеф Рюйтер шукає можливості для мінімізації використання гербіцидів під час вирощування тюльпанів. Йому цікаво, що може зробити для його господарства Robot One. При цьому фермер ставить машині завдання із зірочкою: не все, що не є тюльпаном, треба вбивати або видаляти.
Характеристики машини
Robot One – це роботизована система для боротьби з бур'янами без використання пестицидів. Вона живиться від сонячних панелей, а енергію зберігає в літієвих батареях. Робот має можливість оснащуватися різними інструментами для обробітку конкретних культур. Ширина його колії регулюється від 1,80 до 3,50 м. Robot One використовує програмне забезпечення для управління, яке дає змогу завчасно задавати один або ж одночасно декілька маршрутів і завдань. Ціна робота стартує від 185 тис. євро.
Розпізнавання небажаних рослин серед бажаних є найскладнішим завданням для роботів-прополювачів
Розпізнавання тюльпанів
Robot One оснащений кількома камерами для розпізнавання рослин. Ключове питання для фермера: наскільки добре камери здатні розпізнавати окремі рослини на грядці тюльпанів. Якщо кожна окрема рослина розпізнається машиною, цього достатньо, щоб навчити алгоритм розпізнавання проводити ідентифікацію. Наступний крок – навчити інструмент, який працює в парі з роботом і фактично розміщений під ним, видаляти небажані рослини. Тут можливі кілька варіантів видалення: можна нанести на небажані рослини розчин гербіциду за допомогою розпилювача, також можливе механічне видалення (втискання рослини в ґрунт, фрезерування або висмикування) чи видалення за допомогою лазера.
«Розпізнавання небажаних рослин серед бажаних є найбільшим викликом у цьому процесі», – говорить Коен ван Бохемен з Вагенінгенського університету (WUR), який допомагає Стефу Рюйтеру і теж бере участь у тестуванні машини.
Голландський фермер Стеф Рюйтер,
який вирощує тюльпани для
продажу квіткових цибулин,
сподівається зменшити
використання пестицидів за
допомогою робота
Менше гербіцидів – краще
Стеф Рюйтер зазначає: «Використання гербіцидів під час вирощування квіткових цибулин і так вже значно скоротилося завдяки останнім дослідженням. За допомогою Robot One можна зробити ще один крок до зменшення. Ґрунт, в який ми висаджуємо цибулини тюльпанів у листопаді, має залишатися вільним від бур’янів до початку вегетації квітів у лютому».
Водночас Рюйтер вважає, що не всі бур'яни потрібно видаляти. Рослини, які не заважають тюльпанам або є корисними (наприклад рослини-азотфіксатори), повинні залишитися на грядці. З іншого боку, з бур'янами, які схильні розвивати потужну кореневу систему, такими як лобода та різні види злаків, потрібно боротися. Їхнє коріння ускладнює збирання врожаю.
Варто зазначити, що Стеф Рюйтер вирощує тюльпани на грядках між фіксованими доріжками, відстань між центрами грядок становить 1,82 метра.
Зображення рослин мають бути достатньо чіткими для того, щоб з ними могла працювати людина або комп'ютер
Ідентифікація рослин
Robot One вирішили протестувати в польових умовах господарства, щоб перевірити, чи його камери дають змогу отримати достатньо чіткі зображення. Вони мають бути достатньо чіткими для того, щоб з ними могла працювати людина або комп'ютер і надавати окремим рослинам правильні «імена». Таке розпізнавання є основою для подальшого рішення про те, видаляти рослину чи ні.
Pixelfarming Robotics постачає в господарство робота і відповідне програмне забезпечення, а клієнт може розробити власний алгоритм розпізнавання. Іншими словами, за допомогою програмного забезпечення фермер може сам навчати комп'ютер, як йому поводитися з рослинами і чи потрібно їх видаляти.
Голландський фермер готовий інвестувати 250 тисяч євро в автоматичне видалення бур’янів
Значний потенціал
Стеф Рюйтер бачить великий потенціал у технології, яка дозволить зменшити використання гербіцидів на його квіткових полях: «Якщо робот працюватиме добре, то порівняно з вартістю оплати людської праці інвестиція в 250 000 євро може бути виправданою для господарства».
Отже, успіх буде цілком залежати від роботи машини та якості зображень рослин, які вона робитиме, а також від подальших налаштувань.
Стеф Рюйтер на своєму полі
Коен ван Бохемен з Вагенінгенського університету прокоментував початок експерименту зацікавлено, але стримано: «Успіх ще не гарантований. Це не ідеально відкалібрована техніка, яку ви купуєте і можете використовувати одразу на повну потужність. Тут інакше. Ви починаєте шлях, який триватиме кілька років, адже машина потребує доналаштування. Вирішальним фактором є те, наскільки добре вам вдасться навчити машину ідентифікувати зображення з мінімальною ймовірністю помилок. Оцінити результати можна буде лише через деякий час».
Із культиватором Steketee можна працювати тут і зараз, тоді як Robot One – це інвестиція на перспективу
Експеримент із культиватором Steketee
Ще один експеримент у господарстві провели з просапним культиватором Steketee. Він має систему автоматичного керування і оснащений камерою, яка чітко реагує на рослини, що дає змогу вести агрегат точно по рядках. Щоб протестувати культиватор, Стеф Рюйтер минулої осені висадив останню партію тюльпанів у рядки за іншою схемою, ніж зазвичай.
Хоча ряди не були ідеально рівними і випадкові тюльпани, що вибивалися з ряду, іноді дезорієнтували камеру, культиватор Steketee впорався з роботою на відмінно. Однак для використання такого культиватора фермеру доведеться змінити схему висаджування тюльпанів на всьому полі: з широких гряд перейти на вирощування квітів по сім рядів на одній гряді.
Лазерне видалення бур’янів за допомогою Robot One
Порівняно з машиною Robot One, яка сама по собі конструктивно складніша, просапний культиватор Steketee – це агрегат, який уже добре зарекомендував себе в роботі на багатьох культурах, у тому числі на зерновій кукурудзі. З ним можна починати працювати тут і зараз.
Попри це, голландець Стеф Рюйтер зацікавлений у тому, щоб повністю автоматизувати прополювання, тож він хоче зрозуміти, які переваги може дати йому Robot One. Якщо боротьбу з бур'янами буде налагоджено добре, можливо, наступним завданням для робота стане пошук хвороб і боротьба з ними.