Мало какой салат или тот же сэндвич обойдётся без обыкновенного огурца. Многие люди любят добавлять его в рацион питания, а вот выращивают его на грядках далеко не все. Никто не преувеличит, назвав этот процесс трудоёмким и даже дорогим.
Причём дорогим до такой степени, что некоторые страны рискуют начать закупать продукт только за рубежом. Но выход есть: немецкие специалисты Института Фраунгофера по промышленным системам и проектированию технологий (IPK) разрабатывают простого, лёгкого, умного двурукого робота для автоматической уборки овощей.
Если "любительский" процесс выращивания овощей на садовом участке довольно прост, то "профессиональный огуречный спорт" – целая наука. В первом случае огурцам на самом деле не так уж много и нужно: достаточно регулярного полива, прополки и других незамысловатых процессов. Но коммерческое выращивание огурцов – совсем другое дело. Поля огромны, для уборки огромного количества овощей требуется большое количество рабочих (как на фото ниже).
Такая работа утомительна, изнурительна и монотонна. В настоящий момент немецкие учёные совместно с испанскими коллегами работают над проектом Cucumber Gathering – Green Field Experiments (CATCH) для создания робота, который мог бы взять на себя работу по сбору огурцов и выполнение подобных сельскохозяйственных задач.
Это цель, о которой легко заявить, но участки, где растут огурцы, не похожи на заводские помещения, где окружающая среда легко контролируется, а целый ряд вещей может быть настроен таким образом, чтобы использовать сильные стороны робота, минимизируя его слабые новости.
Кроме того, фермы – не стерильное помещение, и рабочие могут работать в совершенно разных погодных условиях. Хуже того, могут возникать проблемы с освещением. В результате у роботов могут возникнуть трудности с анализом того, что они видят. И тот факт, что зелёные огурцы скрываются под зелёной листвой, тоже не помогает.
Чтобы преодолеть все эти проблемы, команда CATCH разрабатывает двурукую роботизированную систему, созданную из недорогих легковесных модулей. Цель – сделать их надёжными и эффективными в работе.
В идеале она должна быть в состоянии идентифицировать спелые огурцы и использовать свои "руки", имеющие пять режимов, чтобы взять овощ с минимальным повреждением его и растения.
Причём делать это робот должен сравнительно с той же скоростью (а лучше ещё выше), что и человек – 13 огурцов в минуту.
В рамках проекта CATCH создаются три прототипа захватного устройства для роботов: один из них разрабатывается специально для сбора огурцов. Система "двух рук" будет использовать программное обеспечение, разработанное для гуманоидного промышленного робота Workbot I, но при этом модифицированного, чтобы помогать качественно собирать огуречный урожай.
"Робот, например, сможет отодвигать листья в сторону, используя симметричные или ассиметричные движения. В результате он может автоматически изменять направление на ходу, чтобы приблизиться, а затем схватить огурец", — говорит доктор Драголюб Сурдиловик (Dragoljub Surdilovic) из IPK.
Робот будет использовать оптическое и тактильное зондирование, которое будет включать мультиспектральные камеры, связанные с интеллектуальной системой обработки изображений. Иными словами, это поможет отличить огурцы от листьев, например.
Согласно данным немецких специалистов, их испанские партнёры уже разработали камеру, которая обнаруживает и определяет местоположение овощей с 95-процентным успехом. Конечная цель – подарить роботам возможность определять именно спелые овощи.
Роботизированная система уже прошла предварительные полевые испытания в июле прошлого года. Теперь учёные намерены произвести более совершенного робота, чтобы он мог быть коммерчески жизнеспособен.
Напомним, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, как австралийцы протестировали робота-фермера.
