Роботы позволят вывести немецкое растениеводство из кризиса

Исследователи из Берлинского института Фраунгофера совместно с партнерами по всей Европе разрабатывают роботизированную систему, способную автоматизировать сложные сельскохозяйственные процессы, в частности, сбор урожая огурцов.

Немецкое сельское хозяйство из-за роста инфляции находится в кризисе. В 2017 году рост цен на фрукты и овощи (примерно на 21%) привел к самому высокому за четырехлетний период показателю инфляции в Германии, до 2,2%. Растущие цены на энергоносители также усугубляют эту проблему.

Яркой иллюстрацией этого кризиса может послужить сфера выращивания огурцов. Традиционные процессы сбора урожая являются энергоемкими, а недавние изменения в законах о минимальной заработной плате делают расходы на персонал в малых хозяйствах просто неподъемными.

Немецкие компании, ранее выращивавшие огурцы на локальном рынке, перекинули производственные мощности в Восточную Европу и даже в Индию. Единственный способ спасти немецкую огуречную промышленность – и другие, подобные ей в сельскохозяйственном секторе, – это разработать более эффективный и экономичный метод сбора урожая.

В настоящее время огурцы Германии собираются вручную с использованием сельскохозяйственных машин с крылообразными приспособлениями. На этих машинах на животе лежат сезонные рабочие и выбирают спелые огурцы. Машина в то же время движется по полю. Эта форма сбора урожая является трудоемкой и неэкономичной.

Исследователи из Берлинского института Фраунгофера разрабатывают новый способ сбора огурцов. Проект CATCH, сокращенный (в переводе) «Сбор огурцов» и «Зеленые полевые эксперименты», был субсидирован исследовательским фондом ECHORD ++ Experiments. Исследователи из Fraunhofer работают вместе с командами из Испанского центра автоматизации и робототехники (CAR) и Института сельскохозяйственной инженерии и биоэкономики Лейбница.

Вместе они разрабатывают роботизированную систему с двумя рукавами. Разработка способна автоматизировать уборку огурцов, а также имеет потенциал в других сферах растениеводства.

Как отмечают исследователи, их робот-уборщик не уступит в производительности человеку: вне зависимости от погодных условий, машина будет имитировать движения человека, убирать 13 огурцов в минуту (как при ручном труде). Вместо глаз и рук робот опирается на оптическое и тактильное восприятие.

Перед учеными поставлена реальная задача: создать автономную систему, способную вести себя как человек. Робот должен научится идентифицировать плоды среди листвы (сделать это из-за схожести цвета листвы и плодов крайне сложно, некоторые плоды машинное зрение может не заметить). За реализацию этой части задачи проекта CATCH отвечают испанские партнеры из CSIC-UPM. Они разработали систему камер, которая позволяет роботу находить примерно 95% огурцов.

Предварительно запрограммированные и улучшенные поведенческие модели и методы, взятые из предыдущего проекта робототехники ЕС, сделали возможным бимануальный поиск. В результате робот может искать огурцы так же, как человек. Первоначальные полевые испытания были успешно завершены Институтом сельскохозяйственной инженерии и биоэкономики Лейбница в июле 2017 года.

С конца прошлого года партнеры по проекту проводят дополнительные тесты для анализа потенциального влияния различных помех для сбора урожая машинами. Дальнейшие испытания усовершенствованного уборочного робота скоро будут завершены. Партнеры планируют сделать его доступным для фермерских хозяйств как можно скорее.