Устойчивое выращивание сельскохозяйственных культур с меньшим количеством источников и без использования химических продуктов является будущей тенденцией в сельском хозяйстве. Роботы играют решающую роль в этом сценарии. В качестве примера можно привести робота Fravebot, который отслеживает и собирает клубнику на семейной ферме Раечек в Брно, Чешская Республика. Но обучение, программирование, управление и обслуживание роботов могут быстро стать сложными. И здесь на помощь приходит искусственный интеллект (ИИ). Но обо всём по порядку: клубника (чешское референсное видео с английскими субтитрами о действиях Fravebot в источнике).
Путь клубники от крошечного семечка в теплице до сладкого фрукта на полке супермаркета долог и извилист. Он включает в себя множество шагов и много ручного труда. Вернее, так оно и было. В своем подходе к революционному сбору урожая клубники с помощью робототехники ферма Ráječek использует два типа роботов, чтобы сделать выращивание клубники проще и экологичнее:
- Fravebot Scout для мониторинга здоровья и спелости растений
- Fravebot Harvestor для сбора фруктов
«Разделение рабочих задач между двумя типами роботов выгодно во многих аспектах», — объясняет Вратислав Бенеш, главный конструктор Fravebot и основатель компании. «Разведчики, основной задачей которых является наблюдение за растениями, передвигаются по теплицам быстрее, и если бы они одновременно выполняли какую-то другую работу, это задержало бы их. Наоборот – работающие роботы эффективно работают в тех случаях, когда они выезжают только туда, где они нужны».
Fravebot расшифровывается как Fruit and Vegetable Robot (робот для фруктов и овощей), но внутри робот ласково называется Franta. В его разработке также принимали участие студенты Брненского политехнического университета и Университета Менделя в Брно.
Цифровой двойник в сельском хозяйстве
Помимо роботов, ключевым фактором на ферме в Раечеке является среда цифрового двойника от NVIDIA. Он помогает разрабатывать, моделировать и развертывать искусственный интеллект, который должен быть мозгом робота. Благодаря обучению с помощью цифрового двойника растений и фруктов в NVIDIA Omniverse роботы способны обнаруживать болезни и вредителей в реальном мире. Интерфейс между реальным и цифровым миром обеспечивается открытой цифровой бизнес-платформой Siemens Xcelerator.
Поскольку современные инструменты моделирования также могут имитировать физические законы (например, вес клубники), нейронные сети робота могут быть обучены заранее без необходимости перемещаться в реальной среде. Такой подход значительно ускоряет процесс разработки роботов и снижает затраты. «Я думаю, что это главный путь, по которому нужно идти: сосредоточиться не только на роботизированной части, но и на аналитике и пользовательском интерфейсе для растениеводов», – подчеркивает Матей Скленарж, совладелец фермы Ráječek и главный агроном гидропонного выращивания.
Благодаря библиотеке технологий программирование и управление роботом стало проще, чем когда-либо, устраняя необходимость в двух средах программирования. Это означает, что сочетание реального и цифрового миров стало ближе и проще, чем когда-либо.
Клубника, собранная роботом, готова к отправке на рынок:
