Спрос на овощи, ягоды и фрукты растет в США с каждым годом: за последние 15 лет доля одной только потребляемой в год клубники выросла в два раза. Однако все чаще фермерам не хватает рабочих рук, чтобы вовремя собрать урожай. Желающих на сезонную тяжелую работу найти все сложнее.
Автоматизация постепенно проникает в сферу сельского хозяйства, но роботы-сборщики урожая — по-прежнему редкость. Технологии уже позволяют автоматизировать процесс посадки зерна, обработки земли или разбрызгивания пестицидов. Роботы также уже справляются с уборкой зерновых культур. Однако создать мягкий и гибкий манипулятор, способный аккуратно снимать с грядок зрелые персики, томаты и клубнику разной формы пока не удается.
Wall Street Journal выяснил, над какими проектами в этой сфере работают американские высокотехнологичные компании, сотрудничающие с фермерами.
Сейчас робототехники пытаются усовершенствовать систему компьютерного зрения.
Роботам надо распознать плоды, часто скрытые среди веток и листьев. А потом потянуться за овощем или фруктом и снять его с ветки, не сжав его слишком сильно.
Инженеры приходят к выводу, что пока без человека робот не справится. Эксперт по агротехнологиям Дэвид Слотер признает, что современная ферма — слишком сложное и комплексное пространство для искусственного интеллекта. Собирать урожай роботы смогут только в симбиозе с людьми, уверен он.
Опыт Driscoll
Крупнейший поставщик ягод Driscoll не первый год пытается автоматизировать сбор плодов, но пока безуспешно. Компания предлагает разработчиками испытывать свои технологии на полях Driscoll. Роботов-уборщиков тестируют на небольших участках размером с одну десятую акра. Устройства уже научились отличать спелые фрукты от незрелых, но до человека им все еще далеко. По оценкам компании, технология выйдет на рынок не раньше, чем через три-четыре года.
Driscoll уже приходится менять принцип посадки растений специально для роботов. Так, грядки с клубникой размещают на специальных возвышениях, чтобы алгоритму проще было разглядеть ягоды.
Грядки такого типа обходятся в $80 тысяч за акр вместо обычных $30 тысяч. Однако в компании считают, что людям тоже будет проще работать в таких условиях, и инвестиции себя оправдывают независимо от прогресса роботизации.
Профессор биоинженерии Стравос Вугиукас считает, что в ближайшее время по структуре и геометрии сады будут напоминать фабрики. По мнению ученого, одних только технологический решений уже недостаточно.
Роботы и алгоритмы не смогут адаптироваться к условиям на ферме, если не менять сам принцип посадки и культивации растений.
Команда Вугиукаса работает над роботизированным механизмом, который поможет людям более эффективно собирать урожай. Алгоритм рассчитает местоположение плодов на дереве и скорость каждого работника, а затем специальная установка поднимает человека на нужную высоту в нужный момент, чтобы оптимизировать процесс.
Решить проблему также поможет генетическое редактирование. Стартап RootAI предлагает производителями семян выращивать сорта томатов, изначально адаптированные для роботов-уборщиков. Технология «молекулярных ножниц» CRISPR-Cas9 уже позволяет выборочно лишать растения некоторых свойств. Если вывести сорта с удлиненными черенками и с минимальным количеством листьев, роботам будет удобнее.
Недавно ученые из Кембриджа представили робота, способного аккуратно отделять поврежденные и несвежие листья с кочана салата. Однако пока на выполнение задачи у робота уходит 27 секунд — в семь раз больше, чем тратит человек.
