08 січня 2019

Как роботы меняют сельское хозяйство под себя: опыт мировых компаний

Американские фермеры переживают кризис: объем урожаев растет, а собирать их − некому. Все меньше людей хотят заниматься тяжелой сезонной работой, которая к тому же часто не приносит больших денег. Заменить их могут роботы. Однако это, считают ученые, потребует от сельского хозяйства кардинальных изменений.

Автоматизация становится главным трендом современного сельского хозяйства. Технологии уже позволяют проводить обработку земли, посевные процессы и орошение пестицидами автономно, без участия человека. Уже созданы роботы, которые вполне сносно справляются с уборкой зерновых культур. Однако, когда доходит дело до фруктов и ягод − начинаются проблемы. И на то есть свои причины.

Роботы VS Фрукты

Что нужно от робота, вроде бы ясно:

- увидеть плод на ветке, даже если его скрывают листья;

- опознать, как спелый;

- потянуться, выбрав правильную траекторию;

- сорвать, не сжав при этом слишком сильно.

Все это, однако, еще не под силу современным машинам − говорят инженеры. Дэвид Слотер, эксперт по агротехнологиям, считает: ферма сегодня − пространство с таким количеством переменных, которые еще не под силу охватить искусственному интеллекту. Все, что роботы могут на данный момент − собирать урожай в симбиозе с людьми.

Эксперимент компании Driscoll

Driscoll считается одним из крупнейших американских поставщиков ягод. Спрос на их продукцию в последнее время поднялся − одной только клубники жители США начали покупать почти в два раза больше. Однако проблема рабочих рук, а именно − рук, которые будут собирать ягоды, в компании почти не осталась. Это подтолкнуло Driscoll к сотрудничеству с робототехникой. Так, разработчики новых технологий могут бесплатно тестировать свои машины на полях компании.

Новому роботу-уборщику дают небольшой участок (около одной десятой акра), где он пытается собрать урожай спелых ягод. Пока что, впрочем, дела идут не слишком успешно. По заявлению Driscoll, новые роботы уже в состоянии понять: созрела ягода, или нет. Но до человека им все еще далеко.

Однако пример этой компании интересен нам не лояльностью компании к робототехническим инновациям. Руководство Driscoll одним из первых всерьез задумалось над изменением принципов посадки растений для удобства сбора урожая роботами.

В частности, грядки с клубникой компания планируют делать на возвышениях: так механизмам будет легче их убирать. Стоить новые грядки будут $80 тысяч за акр − в противовес прошлым $30 тысячам. Однако Driscoll это не останавливает: в компании считают, что людям тоже будет проще убирать новые грядки, а значит, инвестиция окупит себя в любом случае.

“Сады будут похожи на фабрики” и другие футуристические прогнозы

Неудачные попытки “приспособить” роботов к уборке деликатных плодов вынудили ученых сделать вывод: ситуация не сдвинется с мертвой точки, если не изменить устоявшиеся принципы посадки и культивации растений.

Профессор биоинженерии Стравос Вугиукас, команда которого работает над созданием эффективного робота-уборщика, считает: сады будущего внешне будут напоминать фабрики по своей геометрии и структуре. Ведь для успешного симбиоза людей и машин уже недостаточно одних только технологических решений.

В механизме, который разрабатывает вместе с коллегами Вугиукас, алгоритм может рассчитать, где именно на дереве располагаются плоды, и с какой скоростью работает каждый из сотрудников, после чего специальная установка сможет поднять часть работников вверх (к плодам) в нужный момент, чтобы сделать процесс сбора урожая оптимальным.

Молекулярные ножницы, или “чтобы роботам было удобнее”

Генетическое редактирование − еще один вариант примирить сельское хозяйство и современные технологии. Стартап под названием RootAI уже продает “отредактированное” сорта томатов, которые предназначены специально для сбора роботами.

В основе технологии − так называемые “молекулярные ножницы” CRISPR-Cas9, которые могут выборочно отсекать от растений какие-либо свойства. В данном случае “ножницы” помогли вывести томаты, которые отличаются минимальным количеством листьев и длинными черенками − все для того, чтобы обеспечить быстрый сбор таких помидоров роботами.

Какой именно путь станет эффективным для сельского хозяйства − покажет только время. Скорее всего − ближайшее. Тем временем, инженеры во всем мире продолжают работать над новыми ИИ-решениями для агробизнеса: беспилотными тракторами, интеллектуальными системами доения, роботами, пропалывающими грядки, и так далее.