Kova su augalų kenkėjais keičiasi atsiradus Robotas su dirbtiniu intelektu, galintis aptikti ligas vos per 10 sekundžių ir tuo pačiu metu naudoti tikslią pesticidų dozę tik ten, kur medžiui to reikia. Šis pasiūlymas puikiai atitinka Europos įsipareigojimą tikslesnis ir tvaresnis žemės ūkis, kuris sumažina pesticidų perteklių nepalikdamas plantacijų neapsaugotų.
Mokslo srityje sukurta ir jau patentuota sistema buvo sėkmingai išbandyta alyvmedžių giraitės ir kiti medžių augalai Jis sukurtas integravimui į intensyvius ūkininkavimo procesus, kur svarbus kiekvienas medis, o pelno maržos mažos. Idėją paprasta paaiškinti, nors ją sudėtinga įgyvendinti: mašina gali realiuoju laiku diagnozuoti medžio sveikatą ir imtis chirurginių veiksmų, užuot beatodairiškai purkšti visą lauką.
Dirbtinio intelekto valdomas sąjungininkas kovoje su pasėlius naikinančiais kenkėjais
Kenkėjai ir ligos išlieka vienu didžiausių žemės ūkio sektoriaus galvos skausmų. Tarptautinės organizacijos apskaičiavo, kad Kasmet prarandama apie 40 % pasaulinės žemės ūkio produkcijos dėl vabzdžių, grybelių, bakterijų ir virusų, kurie pažeidžia pasėlius. Už šių skaičių slypi ekonominiai nuostoliai, rizika aprūpinimo maistu saugumui ir nuolatinis spaudimas gamintojams.
Iki šiol dažniausiai į protrūkį buvo reaguojama masinė sklypų fumigacijaJei problema aptinkama vienoje vietoje, visas pasėlis purškiamas, neskiriant sveikų ir sergančių medžių. Tai reiškia, kad naudojama daugiau agrocheminių medžiagų nei būtina, didėja gamybos sąnaudos ir sustiprinamas poveikis aplinkai – tai prieštarauja Europos Sąjungos tikslams sumažinti pesticidų naudojimą ateinančiais metais.
Naujasis dirbtinio intelekto varomas robotas buvo sukurtas būtent tam, kad sulaužytų šią logiką. Užuot lauką traktavęs kaip homogeninį paviršių, Jis realiuoju laiku analizuoja kiekvieno medžio ir jo lapų būklę.Sistema nustato, ar yra liga, ir, remdamasi tuo, produktą tepa lokaliai. Tokiu būdu gydymas taikomas tik ten, kur yra reali problema, ir neeikvojamas produktas sveikose vietose.
Ši filosofija puikiai dera su tikslusis ūkininkavimas Ši technologija Ispanijoje ir Europoje populiarėja, ypač intensyvių kultūrų, tokių kaip alyvmedžių giraitės, citrusiniai vaisiai, kaulavaisiai ir sėklavaisiai, auginime. Sujungus jutiklius, dirbtinį intelektą ir automatizavimą, ji atveria duris į daug tikslesnį ūkio valdymą, kuris domina tiek didelius dvarus, tiek kooperatyvus, tiek mažus, technologiškai pažangius ūkius.
Iš laboratorijos į lauką: kaip buvo apmokytas dirbtinis intelektas
Vienas didžiausių projekto iššūkių buvo užtikrinti, kad dirbtinis intelektas veiks realiomis lauko sąlygomisIr ne tik su tobulomis laboratorinėmis nuotraukomis. Praktiškai lapai atrodo su šešėliais, besikeičiančia šviesa, skirtingomis orientacijomis ir netgi sumaišyti su vaisiais ar žiedais, o tai labai apsunkina automatinę diagnostiką.
Norint įveikti tą kliūtį, speciali duomenų bazė, kurioje yra maždaug 4.000 vaizdų Lauke rankiniu būdu darytose nuotraukose buvo matyti sveiki lapai, ligoti lapai ir pavyzdžiai, kurie gali būti klaidinantys, pavyzdžiui, vaisiaus dalys ar nefokusuotos sritys.
Su ta medžiaga, sistemos neuroniniai tinklai kad jis išmoktų atskirti sveikus lapus, sergančius lapus ir neklasifikuojamus mėginiusŠi trečioji kategorija yra esminė: kai vaizdas nėra pakankamai kokybiškas (dėl šešėlių, prasto apšvietimo ar judesio), dirbtinis intelektas jį atmeta, užuot bandęs atlikti diagnozę, taip sumažindamas klaidų riziką.
Šio nuolatinio mokymo proceso rezultatas yra algoritmas, galintis pasiekti beveik 90 % tikslumą nustatant ligasnet ir kintant apšvietimo sąlygoms bei medžiams judant robotui judant. Svarbu ne tik žinoti, ar medis serga, ar ne, bet ir išmatuoti pažeidimo laipsnį pagal pažeistų ir sveikų lapų santykį.
Lygiagrečiai su kompiuterinio matymo darbais buvo apibrėžti sistemos reakcijos modeliai: kai DI apskaičiuoja žalos laipsnį, paverčia informaciją konkrečiomis dozavimo instrukcijomis taikymo įrangai, kuri leidžia reguliuoti gydymo intensyvumą pagal aptikto židinio sunkumą.
Robotas, kuris diagnozuoja ir fumiguoja per mažiau nei 10 sekundžių
Be algoritminio tobulinimo, šioje sistemoje stebina tai, kad greitis, kuriuo jis atlieka visą darbo cikląNuo to momento, kai kamera aptinka medį, iki produkto panaudojimo, procesas trunka ne ilgiau kaip dešimt sekundžių, o tai ypač aktualu ūkiuose, kur robotas turi važiuoti ilgomis augalų eilėmis.
Įrenginyje integruoti du pagrindiniai moduliai: Priekyje yra kamera, kuri fotografuoja lapus ir vainiką. Jam judant per pasėlius, gale yra robotinė ranka su keliais dozavimo antgaliais, prijungtais prie purškimo sistemos. Abu elementai yra koordinuojami dirbtinio intelekto, kad veiktų sinchroniškai.
Darbo eigą galima apibendrinti trimis tarpusavyje susijusiais etapais. Pirmiausia priekinė kamera nuskaito medį ir siunčia vaizdus į kompiuterinės regos sistemą. Tada dirbtinis intelektas... Jis klasifikuoja ligos buvimą, nustato problemos tipą ir apskaičiuoja poveikio lygį. per kelias sekundes. Galiausiai robotinė ranka pati užima poziciją ir paskleidžia reikiamą pesticidų kiekį tiksliai toje vietoje, kur aptiktas užkrėtimas.
Dozavimas nėra vienodas: robotas gali keisti gydymo intensyvumą priklausomai nuo paveiktos medžio daliesJei užkrėtimas sutelktas viršutinėse srityse, dozę viršutinėje dalyje padidinkite; jei problema yra vidurinėje arba apatinėje dalyse, pritaikykite naudojimą toms sritims. Be to, svarstomos strategijos, pagal kurias labiausiai paveikta sritis gauna 100 % numatyto produkto, netoliese esančios sritys – 50 %, o tolimiausi taškai – 25 %, imantis prevencinių priemonių, kad problema neplistų.
Ši veiksmų logika paverčia robotą įrankiu, galinčiu derinti korekcinis, prevencinis ir net nuspėjamasis gydymasvisada remiantis tuo, ką „mato“ ir analizuoja vietoje. Kitas planuojamas žingsnis – sumontuoti sistemą ant traktoriaus galo ir prijungti ją prie GPS imtuvo, kad būtų galima automatiškai kartografuoti kiekviena intervencija – tai labai naudinga ilgalaikiam ūkio valdymui.
Naudojimas alyvmedžių giraitėse, citrusiniuose augaluose ir kituose Europos pasėliuose
Iš pradžių prototipas buvo sukurtas taip, kad Intensyvios alyvmedžių giraitėsŠis sektorius yra labai svarbus tokiuose regionuose kaip Andalūzija, Estremadūra, Kastilija-La Manča ir kai kuriose Italijos bei Graikijos dalyse, kur alyvmedžiai yra pagrindinis pasėlis. Darbas su alyvmedžiais leido patvirtinti sistemą su sumedėjusia, daugiamete, didelės ekonominės vertės rūšimi, kurios kenkėjai ir ligos pramonei gerai žinomi.
Tačiau roboto architektūra sukurta taip, kad būtų pritaikomas praktiškai bet kokiai medžių rūšiaiTinkamai apmokius ir atlikus kalibravimo pakeitimus, ta pati technologija gali būti taikoma citrusiniams augalams (apelsinams, citrinoms, mandarinams), sėklavaisiams (obuoliams, kriaušėms), kaulavaisiams (persikams, slyvoms, vyšnioms) ar net tam tikroms grotelių formos vynuogynų konfigūracijoms.
Citrusinių vaisių sektoriuje viena iš sričių, į kurią daugiausia dėmesio skiriama, yra gerinti ankstyvas sunkių ir sunkiai gydomų ligų nustatymasRoboto galimybė vaikščioti eilėmis, nustatyti pirmuosius simptomus ir pažymėti medžius, kuriuos reikia pašalinti arba intensyviau apdoroti, yra naudinga priemonė sustabdyti patologijų, kurios daugeliu atvejų yra nepagydomos ir verčia pašalinti paveiktus egzempliorius, plitimą.
Ši greita ir lokalizuota aptikimo galimybė atitinka Europos Sąjungoje propaguojamos kontrolės strategijos siekiant apriboti naujų patogenų ir invazinių kenkėjų daromą žalą. Kuo greičiau protrūkis nustatomas ir sprendžiamas, tuo mažesnė tikimybė, kad jis taps regionine problema su susijusiais ekonominiais ir komerciniais padariniais.
Įrankio potencialas neapsiriboja diagnostika ir gydymu: integruojant dirbtinio intelekto surinktą informaciją su padėties nustatymo ir žemėlapių sudarymo sistemomis, įmanoma sudaryti išsamius žemėlapius, kaip ligos vystosi laukeTai padeda technikams planuoti užduotis, koreguoti gydymo grafikus ir priimti sprendimus remiantis duomenimis, o ne tik retkarčiais atliekamais vizualiniais patikrinimais.
Mažiau pesticidų, mažesnis poveikis aplinkai ir sutaupytos išlaidos
Vienas iš šio dirbtinio intelekto roboto privalumų yra tas, kad Tai nesuderinama su masinės fumigacijos modeliu kuris buvo naudojamas jau dešimtmečius. Apdorojant tik konkrečius medžius ir plotus, kuriems to reikia, produkto sunaudojimas žymiai sumažėja, o kartu ir tiesioginės kiekvienos fitosanitarinio apdorojimo kampanijos išlaidos.
Naudojamų agrocheminių medžiagų kiekio mažinimas turi akivaizdų šalutinį poveikį: Sumažėja pesticidų kiekis, pasiekiantis dirvožemį, vandenį ir aplinką.Šis poveikio aplinkai sumažinimas yra ypač aktualus tuo metu, kai Europos reglamentai tampa vis griežtesni tiek atliekų kiekio apribojimų, tiek tam tikrų veikliųjų medžiagų naudojimo atžvilgiu.
Be to, dalies proceso automatizavimas padeda sumažinti tiesioginį operatorių sąlytį su potencialiai toksiškais produktaisKadangi robotinė ranka artėja prie medžio viršūnės ir atlieka apdorojimą, darbuotojai gali laikytis didesnio atstumo ir sutelkti dėmesį į tokias užduotis kaip priežiūra, techninė priežiūra ir įrangos valdymas.
Ekonominiu požiūriu, galimybė koreguoti dozes ir taikymo sritis atveria duris daug efektyvesnių valdymo strategijųDidėjant sąnaudų ir energijos kainoms, galimybė taupyti produktus neprarandant kenkėjų kontrolės efektyvumo tampa konkurenciniu veiksniu daugeliui ūkių, tiek didelių, tiek vidutinių.
Galiausiai, sistema siūlo papildomą pranašumą: įrašydama viską, ką daro pasėlis ir kaip į jį reaguoja, ji leidžia sugeneruoti istorinius duomenis, kurie palengvina sprendimų priėmimą vėlesniais sezonais. Žinojimas, kur atsirado daugiau protrūkių, kaip jie reagavo į tam tikrą gydymą arba kokie modeliai kartojasi sezoną po sezono, yra vertinga informacija bet kuriam gamintojui, norinčiam patobulinti savo strategiją.
Mašininio matymo, neuroninių tinklų ir lokalizuoto pritaikymo derinys šiame dirbtiniu intelektu varomame robote yra aiškus pavyzdys, kaip technologijas galima integruoti į žemės ūkį, kad jis taptų tikslesnis, efektyvesnis ir atsakingesnis. Plečiantis lauko bandymams ir stebint rezultatus skirtinguose ūkiuose ir pasėliuose, visi požymiai rodo, kad tokio tipo sprendimai vaidins vis svarbesnį vaidmenį kasdienėje intensyvių ūkių veikloje Ispanijoje ir likusioje Europoje.
