机器人除草有机农场并巡逻温室害虫柳瀚雅

机器人除草有机农场并巡逻温室害虫

正在试用使用人工智能识别水果和蔬菜作物健康的机器人，当它们准备好收获时，可以帮助小型，有机和温室农民除草和巡逻害虫。

这些机器人可以执行繁重的任务，并帮助农民节省时间。通过尽早发现病虫害，它们可以帮助减少农药的使用并减少植物的损失

在欧洲，由于城市化，用于农业的土地正在萎缩。同时，需要使用更少的农药，更昂贵，更污染水道的更绿色，更可持续的食品生产。工业化单作种植的替代方法包括小型有机农场，市场花园以及商业温室。

但是，小农却在艰巨的体力劳动中挣扎。传统上，为大型农场生产昂贵的机器来播种和收获单种作物的机械公司忽视了较小型种植者的需求。

但是，研究人员现在正在寻找方法，以帮助小农长期提高生产率和利润。

农场帮手机器人

“微型农场是盈利的，经济上可持续的，但种植者往往要经过奋斗4年左右，随着人们对发展背部问题，”乔纳森·明钦在学院为加泰罗尼亚在西班牙巴塞罗那，高等建筑谁领导一说，项目名为罗米其中建成农场帮手机器人。

Minchin说，粗纱轮式的“ ROMI”有一只手臂可以除草小型蔬菜农场。有机农民花了大约五分之一的时间除草，因此，开发一种可以减轻人们这一任务的机器人是一个主要目标。

“这种机器人是为小型农场而不是大型农场制造的。对这种工具的需求很大，” Inria植物建模和计算机科学的研究主管Christophe Godin博士说。也参与了该项目。

为了使小农户受益，该机器人必须便宜且轻巧。ROMI的开发人员通过为它安装现成的电动轮椅电机并依靠开放源代码的硬件和软件来进行AI和导航来降低成本。一旦可用，价格应在5,000欧元或以下。

计算农业

目前，正在使用ROMI机器人进行步伐除草并在巴塞罗那郊外森林中的有机农场中航行。一个姐妹机器人正在靠近巴黎戴高乐机场的商业有机农场PépinièresChatelain除草。

Minchin说，随着市场花园和小型农场种植多种作物，“计算农业”将使机器人能够管理各种以不同速度和不同高度生长的蔬菜和水果作物。

该项目的科学家通过AI使用大量的成像和制图数据来识别和建模植物。

巴黎索尼计算机科学实验室的Godin博士和计算机科学家Peter Hanappe博士正在与法国的除草机器人合作。它具有视觉软件，可以捕获二维图像。

拍照后，就必须解释“像素的汤”，戈丁博士说。

这些图像用于创建3-D计算机模型，然后机器人可以用来更好地理解或操纵其环境。他们想教机器人了解什么是叶，茎，果实等。

Godin博士希望改进计算机图像分析，以便植物科学家可以使用机器人收集的数据在生长实验中研究农作物品种。3-D植物模型还可以用于对机器人进行精确的水果采摘编程，或在将来培育更好的农作物。它也可能使科学家们以及最终的农民能够追踪作物的健康和生长。

Minchin说，在将来，ROMI可能会看到生菜开始生芽，并知道何时该收获。或者该技术可以使新一代的农场机器人在成熟时识别并采摘水果或蔬菜。

ROMI机器人具有用于在小型蔬菜农场除草的机械臂。图片来源：索尼计算机科学实验室

温室

对于种植蔬菜和水果混合物的农民，另一种选择是温室，它可以防止恶劣的天气和疾病。

“温室是种植植物的理想场所，但是主要的缺点是一旦害虫成功进入，它们的繁殖速度就会非常快，”西班牙CentroTecnológicoCTC的玛丽亚·坎波·科西奥·古铁雷斯说，他领导了一个名为GreenPatrol的项目。害虫或疾病一旦进入温室，就会给种植者造成高达25％的损失。

Campo-CossíoGutiérrez和她的团队开发了一个智能巡回机器人的原型，用于巡查温室并查明并确定何时存在病虫害。机器人可以自主操作，无需人工干预。

该机器人接受了番茄和胡椒的主要病虫害方面的培训，因为它们是最有价值的农作物，目前正在西班牙北部的温室中进行测试。农民可以访问在线应用程序，以查看机器人的状态以及健康和受感染区域的地图以及建议采取的措施。

她说：“主要挑战之一是机器人处于室内环境中。”

如果在室外，则可以使用卫星导航，但是温室的屋顶都带有金属增强材料，会降低信号强度。

另一个挑战是，温室会随着农作物的生长而定期变化，而且在收获后，当去除土壤等生长材料时，温室也会定期变化。因此，无法对机器人进行编程以遵循定义的路线。

Campo-CossíoGutiérrez说：“我们需要机器人识别有害生物的位置，然后再进行第二阶段的处理。” 根据农民的指示，机器人可以将农药喷洒到植物上。

GreenPatrol机器人使用新颖的算法，可以成功利用伽利略全球导航卫星以及方向传感器和激光发出的更强信号，以帮助指导其在温室屋顶下的机动。它可以在温室内获得精确度超过30厘米的位置。

该机器人使用AI和图像库来发现害虫入侵者和无害昆虫。Campo-CossíoGutiérrez说：“它能够区分出侵扰程度，并判断它是卵，幼虫还是成年昆虫。”

然后，它可以将昆虫侵扰的种植者实时热图更新发送到他们的智能手机。

飞行伴侣

漫游者机器人并不是种植者的唯一解决方案。ROMI项目还为其漫游车开发了飞行伴侣，这是一种可以从空中仔细检查植物的无人机。ROMI科学家还建造了一个电缆机器人，以在农作物之间滑动并执行类似的工作。

ROMI团队最终将他们的设计设想为不是一个单一的除草机器人，而是一个平台，农民可以在该平台上安装传感器，照相机和工具，然后再将它们取下。

“您可以想象一个农夫早上起床去工具棚。将工具放到机器人上并打开它，” Minchin说。

然后，该机器人可能会开始除草或扫描害虫。如果农民希望查看信息，则可以在家里或当天在计算机上查看手机。

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