Собирать помидоры будут роботы

Разработана технология сбора созревших томатов в промышленных теплицах, призванная решить проблему дефицита кадров в сельском хозяйстве. Интеллектуального робота создали студенты новосибирских вузов.

Устройство представляет собой перемещающуюся платформу, где расположены программное обеспечение и механический манипулятор, который непосредственно и срывает плоды. Высота платформы составляет порядка 80 сантиметров, дуга сбора манипулятора определена в полтора метра, что обеспечивает дотягивание до нужной точки.

Робот будет проезжать между рядами выращенных томатов и собирать плоды в корзины, что также позволит сразу приступить к их транспортировке. Устройство придумали 23-летний Антон Власенко и 25-лений Яков Губарев. В проекте Антон отвечает за программное обеспечение, его коллега взял на себя создание манипулятора.

Студенты Антон Власенко (слева) и Яков Губарев взялись за решение проблемы дефицита кад­ров в сельском хозяйстве. На развитие свое­го проекта они планируют получить грант Фонда содействия инновациям в Академпарке. Фото предоставлено Антоном Власенко

Антон учится в магистратуре Новосибирского государственного университета. Яков — дипломированный технолог общественного питания, получает второе высшее образование в Сибирском государственном университете геосистем и технологий.

Оба увлекаются робототехникой и вместе участвуют в различных хакатонах. Идея сделать робота для сбора спелых томатов в промышленных теплицах пришла как раз на одном из них, но тогда задание оказалось гораздо проще.

Ребята изучили, насколько автоматизация ручного труда актуальна для аграрного сектора. То, что сборщиков урожая в Новосибирской области действительно не хватает, подтвердил Сергей Ложников, который ранее возглавлял тепличный комбинат «Толмачевский».

Сколько и за какое время один робот сможет собирать спелых томатов, станет понятно в ходе пилотного проекта. Планируется, что он стартует в феврале следующего года на базе данного предприятия.

Разделить на участки

В проекте широко задействованы искусственный интеллект и алгоритмы компьютерного зрения. Одни датчики оценивают расстояние до объектов, чтобы робот избегал столкновений, другие регулируют силу сжатия плодов, когда происходит снятие с ветвей.

Робот не только собирает зрелые помидоры, но и анализирует, когда созреют другие, чтобы вернуться и сорвать их. Сколько дней остается, помогает определить алгоритм под названием «Время собирать урожай».

Робот распознает спелость самых распространенных томатов — красных. Для работы с сортами желтого цвета можно выставить специальную настройку, остальные пока не учитываются. Фото: Андрей Заржецкий

— Робот определяет не просто цвет томата в целом, а делит его изображение на сетку, как шахматную доску. Каждую клетку анализирует отдельно с учетом сор­та плода, разделяя участки красного, зеленого или желтого цветов. Таким образом система понимает, что плод созрел либо что он частично спелый или пока зеленый, — объясняет Антон Власенко.

Манипулятор состоит из редукторов, «руки», кронштейнов и захвата. Все его 115 деталей были напечатаны на 3D-принтере и вручную доведены до нужного результата. Основной целью здесь стало обеспечить четкое выполнение команд и стабильность устройства.

— В работе над проектом с моей стороны наиболее сложным оказалось проектирование. Нужно было сделать так, чтобы все было идеально подогнано и функционировало без перебоев, — рассказал Яков Губарев. — Устройство находится на стадии сборки и доработки, но уже скоро будет представлено научному сообществу и представителям аграрного сектора на одной из конференций.

Напечатать «руку»

Для чертежей использовались как готовые конструкторские решения, которые находятся в открытом доступе, так и эксклюзивные разработки ребят. Сейчас они реа­лизуют проект на собственные средства, но признаются, что дело это затратное. Так, чтобы создать «руку», которой робот захватывает помидоры, пришлось купить новый 3D-принтер со специальными возможностями.

После того как робот будет апробирован в реальных условиях, молодые изобретатели подадут заявку на грант в Фонд содействия инновациям. Это позволит масштабировать проект. В дальнейшем технологию можно будет использовать для сбора других культур: яблок, груш, огурцов и так далее.