Робот идентифицирует растения, «прикасаясь» к их листьям

Исследователи из Китая разработали робота, который идентифицирует различные виды растений на разных стадиях роста, «прикасаясь» к их листьям электродом. Робот может измерять такие свойства, как текстура поверхности и содержание воды, которые невозможно определить с помощью существующих визуальных методов.

Согласно исследованию, опубликованному 13 ноября в журнале Device, робот идентифицировал десять различных видов растений со средней точностью 97.7%, а листья цветущего растения баугинии — с точностью 100% на разных стадиях роста.

В перспективе крупные фермеры и исследователи в области сельского хозяйства смогут использовать робота для мониторинга здоровья и роста сельскохозяйственных культур, а также для принятия индивидуальных решений о количестве воды и удобрений и методах борьбы с вредителями, — говорит Чжунцянь Сун, соавтор исследования.

«Это может революционизировать управление посевами и исследования экосистем, а также позволит проводить раннее обнаружение болезней, что крайне важно для здоровья растений и продовольственной безопасности».

В отличие от существующих устройств, которые собирают ограниченную информацию с помощью визуальных методов, уязвимых к условиям освещения, погоде или фоновым помехам, новый робот «прикасается» к растениям с помощью механизма, вдохновлённого человеческой кожей.

Когда электрод робота контактирует с листом, устройство получает информацию о растении, измеряя несколько свойств:

• электрическую ёмкость,
• сопротивление электрическому току,
• силу контакта при захвате листа.

Эти данные обрабатываются с помощью машинного обучения для классификации растения, так как разные значения каждого параметра коррелируют с разными видами и стадиями роста.

Несмотря на «огромный и неожиданный» потенциал применения в точном земледелии, экологических исследованиях и диагностике болезней растений, у робота есть слабые стороны. Например, он пока недостаточно универсален для последовательной идентификации растений со сложными структурами, такими как колючки или игольчатые листья. Это можно исправить, улучшив конструкцию электрода.

«В зависимости от технологического и рыночного развития может потребоваться относительно длительный период времени для достижения крупномасштабного производства и внедрения».

Следующими шагами исследователи планируют расширить количество распознаваемых роботом растений, собрав данные о более широком разнообразии видов, а также интегрировать сенсор устройства для отображения результатов в реальном времени без внешнего источника питания.