欧盟未来的网络农场将利用无人机、机器人和传感器

以蜜蜂为基础的数学可以帮助成群的无人机找到杂草,而机器人割草机可以保持树篱的形状。
8月31日

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以蜜蜂为基础的数学可以帮助成群的无人机找到杂草,而机器人割草机可以保持树篱的形状。

“我们观察蜜蜂的行为。意大利国家研究委员会认知科学与技术研究所的维托·特里亚尼说:“我们获得了蜜蜂如何解决问题的知识,并由此获得了相互作用的规则,可以用来告诉我们机器人群应该如何协同工作。”

例如,蜜蜂通过一种算法来选择最佳的筑巢地点,尽管没有蜜蜂知道全部情况。

特里安尼负责一个由欧盟资助的名为SAGA的研究项目,该项目利用机器人群体思维的力量来防止作物杂草。

“我们可以使用低成本的机器人和低成本的摄像头。他们甚至可能会出错,但由于合作,他们将能够生成厘米尺度的精确地图,”特里亚尼说。

特里亚尼说,他们将首先在现场展开低分辨率检查,然后再决定需要更多关注的区域。“它们可以在离地面更近的地方聚集成小群。”

重要的是,无人机作为一个群体,自己做出这些决定。

明年春天,一群四轴飞行器将被投放到甜菜地里。它们将彼此保持无线电联系,并使用从蜜蜂那里学到的算法进行合作,绘制出一幅杂草分布图。这将允许有针对性地喷洒杂草或在有机农场上进行机械清除。

今天控制杂草最常用的方法是向整个田地喷洒除草剂。更智能的喷洒将为农民节省资金,但也将降低对农药产生抗药性的风险。同时,减少除草剂的使用也有利于环境保护。

合作社

成群结队用于绘制农田地图的无人机为农民提供了一项服务,而农场合作社甚至可以自己购买无人机。

特里安尼说:“没有必要每天让无人机在你的田地上空飞行,因此可以在多个农民之间共享这项技术。”一个合作社可能会购买20到30架无人机,但可以根据农场的情况调整蜂群的大小。

无人机重1.5公斤,飞行时间约为20-30分钟。对于大型油田,无人机群可以以接力小组的形式运作,由无人机着陆并被其他无人机取代。

这种技术非常适合今天的大型农场,另一种远程技术将地面传感器信息与卫星数据结合起来,告诉农民他们的田地需要多少氮或水。

今年8月,在法国巴黎以南100公里的Boigneville的一块地里收获的小麦将利用这些数据种植,这是由欧盟资助的名为IOF2020的项目开展的试点项目的一部分,该项目涉及70多个合作伙伴和约200名研究人员。

“传感器的成本越来越低,所以在项目结束时,我们希望农民或农业合作社可以在他们的田地里部署一些东西,”法国耕地农业研究所阿瓦利斯研究所的植物科学家佛罗伦斯·勒普林斯解释说,该研究所正在进行小麦实验。

“这将使农民更加精确,不会过度使用氮或水。”

向农田中添加过多的氮会让农民花钱,但也会对环境产生负面影响。多余的氮从土壤中渗入河流和湖泊,造成污染。

这是必要的,因为卫星图片可以显示作物中的氮含量,但不能显示土壤中的氮含量。这些传感器将有助于增加细节,尽管以一种农民会觉得容易使用的方式。

另一组研究人员正在开发的自动修剪树篱的情况也类似。所有的农民或园艺师需要做的就是标记哪些树篱需要修剪。

英国爱丁堡大学的计算机视觉科学家、欧盟资助的TrimBot2020项目的协调员鲍勃·费舍尔说:“用户可以画出花园的草图,但不会太精确。”“机器人会进入花园,然后带着一张整理好的草图回来。到那时,用户就可以说去修剪树篱,或者在地图上标出需要修剪的地方。”

今年秋天,手臂和机器人底座将组装在一起,而自动驾驶机器人将于明年春天在花园周围出发。

安东尼·金

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