Российская команда молодых инженеров и ученых НИТУ «МИСиС», НИЯУ МИФИ, МИРэА, МГТУ «Станкин» разработала нового многофункционального автономного робота Siberian Tiger для сельскохозяйственных работ. Об этом сообщает портал futurefarming.com.
Как отмечают аналитики, в настоящее время на ежегодные финансовые потери, связанные с гибелью урожая, приходится более 70 миллиардов долларов США. Данный негативный фактор происходит примерно с третью всех посевов. Cреди главных причин — вредители, болезни культур и сорняки.
При этом своевременный мониторинг состояния посевов позволил бы минимизировать потери, но большие площади требуют колоссальных человеческих ресурсов. Именно в данной ситуации на помощь аграриям приходят автоматизированные системы. Однако и у них есть ряд недостатков: низкая проходимость, ограничения по траекториям передвижения, небольшая емкость аккумуляторов и низкая подъемная сила.
Главная задача разработки — проводить комплексный мониторинг состояния растений, следить за поливом, сорняками и предсказывать время сбора урожая.
Siberian Tiger представляет собой автономный робот с колесами, расположенными на четырех вертикальных осях, что позволяет агрегату перемещаться всенаправленно. При передвижении работает активная подвеска, каждый рычаг подвески может менять свой клиренс, что позволяет установке легче преодолевать неровности поверхности.
Солнечная батарея, генератор и большой литий-ионный аккумулятор обеспечивают до 16 часов работы без подзарядки. Электроход и активная подвеска позволяют роботу перемещаться в любом направлении.
Вес робота составляет 450 килограммов, мощность — 42 л.с. Размер агрегата — 172х172 см.
Благодаря установленным камерам и датчикам, машина проводит фотосъемку и детектирует проблемы, результаты пересылает пользователю в специальный бот.
«Система управления работает как тело человека. Есть «мозг», где идет обработка изображений, принимаются решения по движению, работают нейронные сети, учитываются значения с датчиков. И есть «спинной мозг»: у робота на каждой поворотной стойке есть микроконтроллер, который управляет драйверами двигателей, собирает информацию датчиков, а также управляет led-матрицами».
Первоначально командой был создан маленький прототип Siberian Tiger. На тот момент все участники еще учились в школе, ряд элементов изготовили в лаборатории цифрового производства FabLab НИТУ «МИСиС». Проект также дорабатывался на базе семейной мастерской Бондарь. Испытания маленького прототипа робота проводились на опытных полях Тимирязевской академии.
«Один робот может покрыть 1 га примерно за 10 минут, это позволяет достигать производительности работ от 300 до 900 га в день. Мы планируем, что этот робот будет полуавтоматическим, чтобы один оператор мог удаленно управлять сотнями работающих машин напрямую из офиса».
Новый робот призван оптимизировать борьбу с болезнями сельскохозяйственных культур, что может повысить урожайность на 10–30%.
По словам разработчиков, «Сибирский тигр» имеет ряд преимуществ по сравнению с разрабатываемыми в настоящее время аналогичными технологиями.
«К примеру, есть проект многофункционального робота BoniRob, предназначенного, помимо прочего, для уничтожения сорняков. По сравнению с этим роботом, наша машина оснащена гибридным двигателем, а также гибкой подвеской, так что она может оставаться в горизонтальном положении даже на полях с уклоном 25 градусов, на склонах гор и холмистой местности».
Также у разработки есть резервная система, работающая от солнечной батареи. Следующим шагом является создание сложной нейронной сети.
«Аппаратное обеспечение — ничто без программного обеспечения. Мы активно работаем над этим вопросом, привлекаем консультантов и разработчиков. Реализация проекта позволит роботу идентифицировать как можно больше типов сельскохозяйственных культур и болезней».
Как отметили разработчики, тесты пилотной партии Siberian Tiger планируют проводить на опытных полях Тимирязевской академии в начале 2021 года. Участники проекта подчеркивают, что такую мобильную роботизированную платформу можно применять не только в сельском хозяйстве, но и для городских нужд.
В планах команды создать промышленный образец робота и запустить производство серии к 2024 году.
Узнавайте первыми актуальные новости сельхозтехники России и мира на наших страницах в Facebook и ВКонтакте, а также на каналах в Telegram и YouTube.