Машинное зрение на виноградниках: пример успешной инновации

Картинки по запросу машинное зрениеВ полях Южной Каролины по сухой земле между рядами высоких раскачивающихся сорго (богатых питательными веществами злаков) медленно передвигается робот. Робот сканирует стебли сорго, фотографирует их и распознаёт наличие заболеваний. Он использует лазерный дальномер для определения их высоты и объёма. Изредка он протягивает свой манипулятор, хватает один из стеблей и протыкает зондом, измеряя толщину кожуры. Итак. Добро пожаловать на ферму будущего. Этот маленький робот-фермер – всего один из проектов FarmView, мультидисциплинарной попытки привить использование современных технологий на фермах.

image

С постоянно растущим населением мира необходимо увеличить производство еды на 70% в следующие 40 лет, если мы хотим накормить всех – так утверждает Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН. И хотя изменения климата поспособствуют увеличению урожая в некоторых регионах, они же принесут и новые трудности на пути обильного выращивания здоровых зерновых культур.

Если мы хотим удовлетворить такой спрос, нам необходимо повысить эффективность сельского хозяйства с точки зрения ресурсов и времени. Неудивительно, что сельхозисследователи обращаются к любым вспомогательным технологиям. К примеру, упомянутый робот для сорго использует технологии навигации, разработанные для робомобилей, и военные датчики.

«В США в последнее время мы тратим много денег на военные расходы», – говорит Джордж Кантор, руководитель проекта FarmView в университете Карнеги-Мэлон. «Алгоритмы, занимающиеся распознаванием лиц для отслеживания людей в аэропортах и прочих местах, становятся алгоритмами для распознавания виноградных гроздей. Если разобраться, можно увидеть, что мы, инвестируя в технологические разработки, используем все эти инструменты в сельском хозяйстве».

Протыкающий сорго робот использует технологии в области выращивания злаков. Обычно фермеры комбинируют различные сорта злаков (к примеру, одного только сорго существует 40 000 разновидностей) для создания новых, которые необходимо выращивать и проверять. Это позволяет выводить новые версии злаков, более устойчивых к болезням, засухе, или выдающим больше урожая. Это длительный и сложный процесс – необходимо отслеживать все эти новые сорта, их рост, их свойства. Но если заставить заниматься этим робота, то, по словам Кантора, процесс многократно ускоряется.

image
Робот хватает стебель сорго

Кантор с командой сосредоточились на сорго не как на продукте питания (хотя этот богатый белком злак популярен в некоторых частях Африки и Индии), но как на потенциальном биотопливе. Кантор говорит, что сейчас с гектара сорго даёт 10-15 тонн биомассы, но они надеются путём скрещивания увеличить эту цифру.

«Наша цель гарантированно давать по 20 тонн с гектара, и если у нас это получится, тогда сорго станет экономически выгодным биотопливом», – сказал Кантор.

Это будет благом не только для попыток уменьшить использование ископаемого топлива – а проект с сорго финансирует Министерство энергетики США – но и для тех областей страны, где почва недостаточно богата для выращивания других злаков. Прелесть сорго в том, что он может расти практически где угодно.

Но у FarmView есть несколько проектов, адаптирующих технологии, взятые из других областей и перерабатывающих их на пользу фермеров. Кантор рассказал о другом проекте, использующем систему компьютерного зрения для подсчёта количества ягод и листьев винограда.

Если у лозы мало листьев, то качество винограда будет низким, а если слишком много – то ягоды не получат достаточно воды, поэтому фермерам крайне важно знать их точное количество – это определяет, когда и как много нужно поливать растение. Используя систему компьютерного зрения, фермер, проезжая по полю, может получить все эти данные и принять подкреплённое расчётами решение.

Исследование применения новых технологий в фермерском деле – идея не новая, но кооперативная программа FarmView запущена относительно недавно, и она собирает вместе самых разных исследователей в попытках решить основные проблемы с обеспечением людей едой.

«Именно идея переноса технологии в поля для решения проблем реального мира вдохновляет всех участников нашего проекта, – сказал мне Кантор. – Именно она вдохновляет и меня».

Похожее изображение

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!