Нехватка рабочих рук в сельском хозяйстве ускоряет переход к автоматизации уборочных операций. Но не все культуры легко поддаются машинному сбору. Томаты растут гроздьями, и робот должен аккуратно снимать спелые плоды, не повреждая незрелые. Это требует точного управления и способности принимать решения.
Для решения этой задачи доцент Такуя Фудзинага из Graduate School of Engineering Osaka Metropolitan University разработал систему, которая обучает роботов оценивать сложность сбора каждого томата перед попыткой захвата.
Подход сочетает компьютерное зрение и статистический анализ для определения оптимального угла съёма плода. Робот анализирует визуальные данные: сам томат, его плодоножку, закрыт ли он листьями или другими частями растения. На основе этих данных система выбирает наиболее эффективный способ подхода и захвата.
От обнаружения к оценке «лёгкости сбора»
Метод отличается от традиционных систем, которые ограничиваются обнаружением и распознаванием плодов. Фудзинага ввёл понятие «оценки лёгкости сбора» (harvest-ease estimation). «Мы переходим от вопроса „может ли робот снять томат?" к вопросу „какова вероятность успешного съёма?", что более применимо в реальных условиях», — пояснил он.
В ходе испытаний система показала 81% успешных сборов, что превысило ожидания. Около четверти успешных съёмов пришлось на томаты, которые робот снял сбоку после неудачной попытки с фронтальной позиции. Это указывает на способность системы корректировать стратегию при первой неудаче.
Исследование показывает, сколько факторов влияет на роботизированную уборку: расположение томатов в грозди, форма и положение плодоножки, окружающие листья, визуальные помехи. «Это исследование устанавливает „лёгкость сбора" как количественно измеримую метрику, приближая нас к созданию сельскохозяйственных роботов, способных принимать обоснованные решения и действовать разумно», — отметил Фудзинага.
Будущее совместной работы людей и роботов в земледелии
В перспективе Фудзинага видит роботов, которые самостоятельно определяют готовность плодов к съёму. «Это откроет новую форму земледелия, где роботы и люди работают совместно, — пояснил он. — Роботы будут автоматически собирать томаты, которые легко снять, а люди — справляться со сложными случаями».
Результаты опубликованы в журнале Smart Agricultural Technology.
Специалист поисковой оптимизации с 14+ годами опыта, разработчик интерфейсов и эксперт в области искусственного интеллекта.
