Роботизация урожая: Интеллектуальные системы сбора и обработки сельхозпродукции. Монография - страница 5

В последние годы акцент сместился на разработку многофункциональных роботизированных систем, которые могут выполнять сразу несколько операций, таких как сбор, сортировка и упаковка. Это стало возможным благодаря применению технологий машинного обучения и алгоритмов глубокой нейронной сети. Такие роботы могут достигать точности до 95% при сборе урожая и обрабатывать до 200 кг плодов в час, что делает их рентабельными даже для средних хозяйств.

За последние десятилетия роботизация сельского хозяйства претерпела значительные изменения: от механизированных устройств до автономных систем с искусственным интеллектом. Современные разработки направлены на повышение точности, производительности и экономической эффективности роботов, что позволяет существенно снизить затраты на рабочую силу и улучшить качество сельскохозяйственной продукции. Внедрение таких систем в России и за рубежом показывает значительный потенциал для повышения устойчивости агропромышленного комплекса и готовности к будущим вызовам, таким как нехватка рабочей силы и изменения климата.

Современные подходы и технологии в роботизированной сборке и обработке урожая представляют собой совокупность решений, которые позволяют повысить эффективность и точность агропромышленных процессов, снизить зависимость от сезонных работников, а также минимизировать потери урожая. Эти подходы включают применение роботизированных систем для сбора урожая, сортировки, упаковки и анализа состояния растений. Современные технологии, такие как искусственный интеллект, машинное зрение и автономные мобильные платформы, позволяют создавать комплексные системы, способные самостоятельно выполнять задачи с минимальным участием человека.

1. Машинное зрение и искусственный интеллект

Один из главных подходов в современных роботизированных системах для сбора и обработки урожая – использование машинного зрения в сочетании с искусственным интеллектом. Машинное зрение позволяет роботу «видеть» и анализировать окружающую среду, определять степень зрелости плодов, отличать их от листьев и сорняков, а также учитывать расположение каждого плода на растении. Алгоритмы искусственного интеллекта позволяют обрабатывать данные, получаемые от сенсоров, и принимать решения на основе этих данных. Например, роботы, оснащенные камерами с высоким разрешением и датчиками глубины, могут с точностью до 90—95% выявлять спелые плоды и собирать их без повреждений. Технология машинного зрения также позволяет оптимизировать процессы сортировки и контроля качества, так как она способна различать продукцию по внешним признакам, таким как цвет, форма и размер.

Примером таких роботов является система от компании FFRobotics, разработанная для сбора яблок. Этот робот использует камеры и сенсоры, которые определяют зрелость и точное расположение плодов на дереве. Робот способен собирать до 10 плодов в минуту, а его использование позволяет сократить потребность в рабочей силе на 80%, что особенно важно в условиях нехватки квалифицированных сезонных работников.

2. Автономные мобильные платформы

Современные системы сбора урожая оснащены автономными мобильными платформами, которые обеспечивают роботов высокой маневренностью и позволяют им перемещаться между рядами культур на полях или в теплицах. Такие платформы оснащаются GPS и системой лидаров для навигации, а также датчиками для обхода препятствий и корректировки маршрута. Благодаря GPS-навигации роботы могут точно перемещаться по полям и повторно посещать места, которые требуют дополнительной обработки. Например, компания Naio Technologies разработала автономные роботы для ухода за виноградниками и садами. Эти роботы оснащены GPS и датчиками для самостоятельного передвижения по участкам, выполняя задачи по уходу за растениями и обработке почвы.