Разработано автономное управление сорняками с помощью умных роботов

Прочитано: 112 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Проезжая через Айову, Хендрик Дж. Вильоен, выдающийся профессор химической и биологической инженерии в Университете штата Небраска, заметил, что поля сои все больше заражаются сорняками с каждым сезоном. Виновником является устойчивый к глифосату сорняк, называемый «пальмерский амарант», который угрожает посевам на Среднем Западе.

Одним из пестицидов, используемых в настоящее время для борьбы с амарантом пальмера, является «Дикамба», но он оказывает разрушительное воздействие на прилегающие районы, нанося вред деревьям и другим культурам, поскольку имеет тенденцию к сносу при опрыскивании в ветреных условиях.

Будучи твердым сторонником концепции, что наше благосостояние тесно связано со здоровьем сельскохозяйственных культур и животных в нашей пищевой цепи , Вильоен сообщает в журнале Physics of Fluids , что он был вдохновлен, чтобы создать способ выявлять сорняки, которые исключает риск сноса пестицидов.

«Раствор пестицида можно стабилизировать на вращающемся горизонтальном цилиндре / ролике, похожем на деревянный ковш для меда», — сказал Вильоен. «Его стабильность зависит от скорости, с которой вращается аппликатор. Но ролик — это только одна часть более крупного процесса, и есть некоторые технические детали, касающиеся ролика, к которому мы также обращаемся, а именно, пополнение пестицидной нагрузки путем впитывания из резервуар в центре цилиндра «.


Способ, которым пестициды применяются к растениям, имеет значение. Их можно распылять с верхней части листа, накручивать или доставлять с помощью зубчатого валика, чтобы одновременно сдирать его и наносить пестицид. «Мы придем к оптимальному дизайну, только если поймем, как активный ингредиент в пестициде доставляется в сорняк , как он попадает во флоэму (сосудистую систему растения, которая транспортирует активный ингредиент), и эффективность его механизма уничтожения, «Вильоен объяснил.

Чтобы применить пестицид к сорнякам, ролики могут быть установлены на маленьких роботах или тракторах. «Наша текущая цель исследования состоит в том, чтобы разработать систему, в которой поля изображений беспилотных летательных аппаратов и передавать изображения в обученные нейронные сети для выявления сорняков», — сказал он. «Информация о видах сорняков и их точном местонахождении будет использоваться роботами для точной обработки сорняков».

Один из ключевых выводов группы Вильйоена заключается в том, что предпочтительным способом управления роликом является его вращение таким образом, чтобы исходная скорость на нижней стороне ролика совпадала с направлением движения робота. Сейчас они проводят эксперименты, чтобы определить смещение поглощения амаранта Палмера, а также исследуют изготовление зубчатой ​​поверхности ролика. «Идея состоит в том, чтобы физически проникнуть в эпидермис, чтобы увеличить количество активного ингредиента, который доставляется к сорнякам», — сказал он. «Чтобы расширить наше понимание, мы разработали математическую модель переноса пестицида во флоэме».

Значимость этой работы заключается в том, что, несмотря на усиливающееся давление с целью производства достаточного количества продуктов питания для растущего населения, нынешний подход неустойчив. Тенденция сегодня заключается в использовании повышенных количеств и более сильнодействующих химикатов для борьбы с сорняками и инвазивными видами, которые развили устойчивость к ранее эффективным пестицидам.

«Мы должны минимизировать влияние нашей практики на окружающую среду и сократить использование химических веществ, их остатков и метаболитов в нашей пищевой цепи и на большую экологию», — сказал Вильоен. «Существуют технологии, которые могут помочь нам в достижении этих целей. В прецизионных технологиях опрыскивания используется искусственный интеллект для выявления сорняков и опрыскивания только определенных участков, но мы можем добиться большего. Мы должны устранить риск сноса и минимизировать воздействие пестицидов на культуры и почву».
Разработка бездрейфового аппликатора, специфичного для сорняков, проложит путь к автономному контролю над сорняками с помощью интеллектуальных роботов. «На данном этапе мы не можем представить себе полную полезность этих роботов, но они предлагают нам возможность обследовать поля и предупредить нас о вспышках болезней, болезнях или нематодах», — сказал Вильоен. «В будущем ролик — с некоторыми модификациями — также можно будет использовать для доставки небольших молекул РНК на растения. Небольшие фермерские операции, нацеленные на специализированные продукты, вероятно, будут первыми, кто примет эту технологию».

Разработано автономное управление сорняками с помощью умных роботов



Новости партнеров

Загрузка...