Исследователи из Китая разработали робота, который идентифицирует различные виды растений на разных стадиях роста, «касаясь» их листьев электродом. Робот может измерять такие свойства, как текстура поверхности и содержание воды, которые невозможно определить с помощью существующих визуальных подходов.
Согласно исследованию, опубликованному 13 ноября в журнале Device, робот идентифицировал десять различных видов растений со средней точностью 97,7% и идентифицировал листья цветущего растения баухиния, которое еще называют орхидейное дерево, со 100% точностью на разных стадиях роста, пишет Cell Press.
По словам Чжунцяня Сонга, доцента Первого медицинского университета Шаньдуна и Академии медицинских наук Шаньдуна, автора исследования, в конечном итоге крупные фермеры и исследователи в области сельского хозяйства смогут использовать робота для мониторинга здоровья и роста сельскохозяйственных культур, а также для принятия индивидуальных решений о том, сколько воды и удобрений следует давать растениям и как бороться с вредителями.
«Это может произвести революцию в управлении сельскохозяйственными культурами и изучении экосистем, а также обеспечить раннее выявление заболеваний, что имеет решающее значение для здоровья растений и продовольственной безопасности», - говорит он.
Сегодня вместо физического контакта с растением существующие устройства собирают более ограниченную информацию, используя визуальные подходы, которые уязвимы для таких факторов, как условия освещения, изменения погоды или фоновые помехи.
Чтобы преодолеть эти ограничения, Сонг и его коллеги разработали робота, который «прикасается» к растениям, используя механизм, вдохновленный человеческой кожей, со структурами, работающими совместно иерархически для получения информации через прикосновение.
Когда электрод робота соприкасается с листом, устройство узнает о растении, измеряя несколько свойств: количество заряда, которое может храниться при заданном напряжении, насколько трудно электрическому току проходить через лист и силу контакта, возникающую при захвате листа роботом.
Далее эти данные обрабатываются с помощью машинного обучения с целью классификации растений, поскольку различные значения для каждого показателя коррелируют с различными видами растений и стадиями роста.
По словам Сонга, хотя робот демонстрирует «огромный и неожиданный» потенциал применения в различных областях - от точного земледелия до экологических исследований и обнаружения болезней растений, у него есть несколько слабых мест, которые еще предстоит устранить.
Например, устройство пока недостаточно универсально, чтобы последовательно определять типы растений со сложной структурой, такие как репейники и игольчатые листья. Это можно исправить, улучшив конструкцию электрода робота, говорит он.
«Для выхода на крупномасштабное производство и внедрение может потребоваться относительно много времени в зависимости от развития технологий и рынка», - говорит Сонг.
Он добавил, что в качестве следующего шага исследователи планируют расширить количество растений, которые робот может распознавать, собирая данные из более широкого спектра видов, увеличивая базу данных видов растений, которую они используют для обучения алгоритмов. Исследователи также надеются еще больше интегрировать датчик устройства, чтобы оно могло отображать результаты в режиме реального времени, даже без внешнего источника питания.
Источник: Cell Press.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.