В будущем роботы будут контролировать всё, что вы едите

Некоторые фермеры начали привлекать беспилотники — роботизированные самолеты — для точного отображения своих полей, их культур и угроз урожая (таких как насекомые и чрезмерная жажда). Однажды роботы смогут также собирать урожай, водить их на рынок и многое другое.

Все начинается с семени. Например семя помидора, посаженное в землю. Затем оно растет. И растет. Медленно растение пронзает почву, выходя своей зеленой частью на свет. Через несколько недель или месяцев это семя становится растением высотой до талии, несущим десятки спелых томатов. Кто-то собирает плоды и упаковывает их в коробку. Кто-то отправляет эти коробки на склады, где ресторан или продуктовый магазин покупают продукцию. Позже повар возьмет один помидор, порежет его и положит в салат.

Сегодня этот процесс все еще довольно низкотехнологичен. Конечно, есть автомобили и грузовики, но робототехника? Люди по-прежнему являются ключевыми игроками на каждом шагу. Но это может измениться, и скоро.

“В ближайшие 10 лет появятся основные технологии, которые сделают каждую этап работы сельского хозяйства более эффективной, более продуктивной и, надеюсь, более здоровой и менее дорогой”, - говорит Дэн Стир. Он возглавляет компанию под названием Abilient Robotics в Менло-Парке, штат Калифорния.

К тому времени, когда нынешние дети в начальной школе станут совершеннолетними, весь пищевой цикл может быть роботизирован.

Оценка поля

В каждом поле есть некоторые области, которые менее плодородны, чем другие. Сельскохозяйственные угодья также могут быть не ровными. У него могут быть области, которые выше или ниже, чем их окружение. Могут быть даже канавы. Вспашка несколько выравнивает землю, но никогда не делает участок полностью ровным. Если ручей проходит через поле, рядом с этим ручьем всегда будет земля, тяжеловозделоваемая. Качество почвы также варьируется по всему полю.

Все эти факторы могут повлиять на то, сколько пищи может дать земля и насколько хороша эта еда на вкус. И количество произведенной пищи влияет на то, сколько денег зарабатывает фермер.

Математика помогает фермерам рассчитать, сколько семян посадить и где. Но земля также меняется со временем, поэтому эти расчеты должны выполняться снова и снова каждый год.

Тео Писториус возглавляет компанию DroneClouds. Это в Кейптауне, Южная Африка. Дрон — это беспилотный летательный аппарат - летающий робот. Корабль, который использует DroneClouds, имеет пять камер. Писториус говорит, что каждая камера “по сути [похожа] на камеру на iPhone”. Но не обычный iPhone. Он думает о каждом как об “очень специализированном воздушном iPhone с очень специализированной откалиброванной камерой”.

Сбор урожая

Наконец, наступает время сбора урожая. И с ним приходит новая, передовая задача в робототехнике фермы.

В течение двух лет компания Abilient Robotics разрабатывает робота, который собирает яблоки.

- Два года? Разве собирать яблоки не легко?

- Нет, если вы робот.

Чтобы понять, почему сбор яблок труден для машины, давайте разберем процесс. Когда вы видите яблоко, висящее на дереве, ваши глаза посылают сигнал в ваш мозг. Мозг обрабатывает данные в этом сигнале — например, цвет яблока и где оно находится на дереве. Инстинктивно вы будете знать, когда яблоко готово к сбору. Затем ваш мозг говорит вашей руке протянуть руку и вытащить плод с ветки. Вы держите яблоко, как резиновый мяч — достаточно мягко, чтобы не ушибить его, но достаточно твердо, чтобы оно не упало.

Когда вы выбираете яблоко, вы принимаете все эти решения быстро. Но если бы вам нужно было собрать яблоки на целом поле, это заняло бы гораздо больше времени. После того, как вы выбрали одно яблоко, вам придется положить его в корзину. Следующее яблоко тоже пойдет туда, и следующее, пока ваша корзина не будет полной. Затем вы спуститесь по лестнице, где вам придется опустошить корзину, прежде чем подняться обратно, чтобы начать снова.

Делать это для сотен деревьев было бы невероятно трудоемко.

Обратите внимание: Как планировать бюджет, если нет постоянного заработка – 5 практических советов.

Вот почему люди обращаются за помощью к роботам. Когда обильная робототехника будет сделана, фермеры смогут сажать больше деревьев. И они не будут беспокоиться о том, что часть их урожая гниет в поле, потому что люди не смогли собрать все это вовремя.

Первой проблемой, которую должна была решить робототехника- это получение правильных сигналов. “Если у вас нет хорошей пары глаз, трудно выполнять много задач в реальном мире”, - говорит Стир. Поэтому компании пришлось дать своему роботу то, что Стир называет “лучшей парой глаз”. Эта система известна как компьютерное зрение. Компьютерное зрение помогает роботу видеть “каждую поверхность яблока”, - в дополнение к оценке его размера, цвета и веса. Он может даже увидеть любые дефекты в плодах.

Тем не менее, даже с супер глазами робот все еще должен был научиться физически собирать фрукты, не причиняя им вреда. В робототехнике движение называется анимацией. Стир говорит: “Тяжелая анимация повреждает фрукты”. Если он сильно давит на яблоко или разрезает кожицу, плод может потерять товарный вид и, скорее всего, не будет продаваться. Грубое обращение также может повредить деревья.

“Люди десятилетиями хотели автоматизировать этот тип сельского хозяйства. Это просто никогда не было возможно ”, - говорит он. Даже спустя два года работа его команды все еще не закончена! Робот не поступит в продажу до конца этого года. Разработка великих технологий похожа на сельское хозяйство — это требует терпения.

Сортировка урожая

После того, как урожай был собран, хорошие плоды должны быть отсортированы от плохих. Это то, что делает компания под названием bext360. Вместо яблок его робот имеет дело с какао, орехами, кардамоном и кофейными зернами. Дэниел Джонс возглавляет компанию, базирующуюся в Денвере, штат Колорадо.

Кофейные ягоды бывают разных цветов в зависимости от качества. Новый робот может быстро отсортировать хорошие ягоды от плохих

Машинное зрение и компьютерное зрение - это, по сути, одно и то же. Роботы Abilient и best360 выполняют разные задачи. Тем не менее, одна и та же основная технология помогает им обоим сделать это.

Оба робота также нуждаются в большем, чем одно только компьютерное зрение, чтобы добиться успеха. Зрение может сказать роботу bext360, как сортировать, но что позволит машине это сделать физически? Фермеры собирают кофейные ягоды — до 30 килограммов — с одного участка своего поля за раз. Затем они загружают ягоды, содержащие около 18 000 бобов, в желоб на вершине робота.

дизайн кофейного робота bext360.

В течение примерно 3 минут робот будет индивидуально сортировать каждую ягоду. Для этого робот должен сфотографировать каждую из них. Затем он анализирует их все всего за 22 миллисекунды или около того. Затем воздух толкают ягоды в разные бункеры — один для хороших фруктов, другой для брака.

После того, как кофейная вишня падает, робот делится своим анализом с фермером. “Главные параметры, которые измеряет робот - это размер, цвет и плотность”, - говорит Джонс. Он также проверяет внутреннюю и внешнюю часть вишни на наличие признаков гнили или болезни.

Доставка до потребителя

Собранный, проанализированный и отсортированный урожай теперь отправляется на склад. Однажды он сможет попасть туда на самоходном полуприцепе. А автопогрузчик может перемещать поддоны с грузовика на другой полуприцеп, предназначенный для ресторана или магазина. У Amazon уже есть продуктовый магазин только для сотрудников, в котором нет ни людей, ни клерков: все они роботы.

Хоть у него и есть водительское кресло, часть функции этот робот может делать и без пилота

Наконец, путь еды может завершиться нашим последнем роботом: Салли. Салли делает салаты. Со стороны она выглядит как коробка. Есть сенсорный экран и отверстие, где можно разместить миску. Внутри, однако, этот робот сложнее.

В вопросе роботов-поваров Россия не отстает от США, так уже разработаны машины-блинопеки

Роботы еще не вовлечены во все части сельскохозяйственного процесса. Но такое время не за горами. Что еще более важно, роботы могут однажды выровнять мировые запасы продовольствия. Подумайте об этом: сегодня DroneClouds помогает фермерам узнать, как получать больше урожая. bext360 помогает им узнать, как сажать более эффективно. Обильная робототехника помогает производителям собирать урожай быстрее, а это значит, что фермеры могут сажать больше.

#сельское хозяйство #агрономия #еда #наукаитехника #наука #роботы #будущее

Еще по теме здесь: Хозяйство.

Источник: В будущем роботы будут контролировать всё, что вы едите.