[Сельхозтехника недели] Уничтожает 4000 сорняков всего за 1 секунду… появился «ИИ-робот для прополки на уровне пикселя»

Появился интеллектуальный ИИ-робот для прополки, способный решить трудности удаления сорняков в открытом грунте. Команда профессора Ким Хён Сока из Института интеллектуальной робототехники Национального университета Чонбук преодолела ограничения существующих мировых технологий, разработала прототип высокоточного робота для прополки, оптимизированного под условия корейских фермерских хозяйств, и завершила его демонстрационные испытания.

До сих пор были коммерциализированы обработка дронами и автономное вождение, однако технология прополки, способная в реальном времени различать культурные растения и сорняки, оставалась неизведанной областью. Исследовательская группа нашла решение, преодолевающее ограничения человеческого зрения, объединив электронику с технологиями искусственного интеллекта и робототехники.

Сочетание 64-битного GPU и принципа струйной печати… распознает сорняки даже при изменении условий работы и формы растений
Это решение распознает сорняки, даже когда культуры растут и меняют форму с момента сразу после посева и до 37-го дня. Оно также точно различает сорняки даже в почти черных тенях, создаваемых ярким солнцем в сезон летних дождей, а ночью может включать прожектор и работать круглосуточно. Более того, система обладает точностью, достаточной для классификации сорняков на три типа (по форме травы) и назначения специализированных гербицидов для каждого из них. Кроме того, она способна точно распознавать сорняки даже при изменении окружающей среды, например при изменении освещенности или на закате.

Профессор Ким Хён Сок сказал: «Человеческий мозг обладает различительной способностью лишь примерно на 32 уровня (5–6 бит) для одного пикселя, но уже 10 бит позволяют выразить почти бесконечное количество значений. Более того, ИИ-система почти не допускает ошибок благодаря вычислительной мощности памяти HBM и новейшего 64-битного GPU, а также точно вычисляет и распознает области на уровне пикселя». Он добавил: «Результаты экспериментов показали, что по способности различать сорняки система превосходит человека».

Метод «бесконтактного распыления», используемый зарубежными глобальными компаниями, имел проблему сноса препарата ветром на открытых полях, из-за чего возникало фитотоксичное воздействие, способное погубить даже основную культуру. Глобальный «лазерный пропольщик», предложенный в качестве альтернативы, точен и экологичен, но стоимость оборудования достигает 2 млрд вон. Кроме того, поскольку подвижной частью является роботизированная рука, скорость ограничена. Фактически скорость удаления сорняков составляет всего 27,8 растения в секунду, поэтому применять его на сильно заросших участках трудно.

В ответ на это исследовательская группа решительно внедрила «принцип струйного принтера». Пока робот движется, ИИ рассчитывает точку падения препарата и точно распыляет его только в центр сорняка. Кроме того, через 150 сопел, расположенных с интервалом 8 мм, система уничтожает до 4000 сорняков в секунду. Это уровень, при котором возможно идеальное удаление сорняков при обычной скорости ходьбы человека. Сейчас технология проходит проверку для применения на полевой сое, а в дальнейшем планируется расширить сферу использования на плодовые деревья и другие культуры.

Робот для прополки, выполняющий работу шести триммеров
Робот для прополки, разработанный исследовательской группой, может работать без наблюдения человека, а скорость прополки составляет 0,09h в час (примерно 272 пхён), что позволяет обработать 0,72h (2178 пхён) за 8 часов. По сравнению с площадью, которую обрабатывает один человек с триммером, робот способен выполнять в 2,5–3 раза больше работы в час и в 4–6 раз больше за день (из расчета 8 часов). Кроме того, в последнее время команда также готовит экологичный пропольщик, оснащенный триммером, вместо распыления гербицида из сопел роботизированной платформы.

Однако, несмотря на технический успех, до коммерциализации еще остаются задачи.
Профессор Ким Хён Сок отметил: «“Механическая прочность”, необходимая для того, чтобы выдерживать грубое обращение со стороны фермеров, пока еще требует доработки». Он продолжил: «Для коммерциализации необходимо связать технологию с компаниями», добавив: «Нужен процесс улучшения структуры отрасли через открытую инновацию, в рамках которого государство будет продвигать совместную коммерциализацию с университетскими исследовательскими институтами и стартапами, обладающими инновационными технологиями».