Робот использует тактильную чувствительность для идентификации растений. Технология может произвести революцию в точном земледелии и мониторинге окружающей среды
Группа исследователей разработала технологию идентификации растений: робот, оснащённый «тактильной сенсорной системой», способен различать виды растений и отслеживать стадии их роста, просто прикасаясь к листьям.
Робот способен измерять такие характеристики, как текстура и содержание воды, — факторы, которые визуальные методы, такие как анализ изображений, не могут определить с такой же точностью.
Как робот “чувствует” растения?
Вдохновлённое структурой тактильных рецепторов человека, устройство использует «ионтроник» — интерфейс, который измеряет такие свойства, как ёмкость фольги и сопротивление при прикосновении.
Подавая небольшое электрическое напряжение, система может определить, сколько заряда может накапливать лист и какое сопротивление он оказывает протеканию тока. Эти данные в сочетании с алгоритмами машинного обучения позволяют роботу точно идентифицировать как вид растения, так и стадию его развития.
В ходе испытаний устройство в среднем на 97,7% точно определяло десять видов растений и на 100% точно определяло листья баунии на разных стадиях роста.
Потенциальное применение в сельском хозяйстве
С развитием этой технологии робот может стать важным инструментом для точного земледелия.
По словам исследователя Чжунцяня Суна из Первого медицинского университета Шаньдуна, в будущем это устройство могут использовать фермеры и исследователи для мониторинга состояния урожая, регулировки уровня полива и внесения удобрений и даже для более эффективной борьбы с вредителями.
Сонг считает, что инновации могут не только повысить производительность сельского хозяйства, но и облегчить раннее выявление заболеваний, что важно для продовольственной безопасности.
Преодоление ограничений
Традиционные методы мониторинга растений, такие как камеры и визуальные датчики, имеют ограничения, связанные с погодными условиями, изменениями освещения и помехами на фоне изображений.
В отличие от этого, разработанная сенсорная система использует фольгу в качестве естественного проводящего материала, создавая интерфейс ионного обмена, который менее подвержен воздействию этих внешних факторов.
Такой подход может открыть новые возможности для изучения физиологии растений в полевых условиях, где растения подвергаются различным видам стресса.
Ограничения и дальнейшие шаги
Несмотря на первоначальный успех, робот по-прежнему имеет ограничения. Ему трудно идентифицировать растения с очень жесткими листьями или сложными структурами, такими как шипы или иглы.
По словам Сонг, эти ограничения могут быть устранены в будущем за счёт усовершенствования конструкции электродов устройства. Кроме того, исследователи планируют расширить базу данных видов растений, чтобы робот мог распознавать большее количество растений с той же точностью.
Другая цель — интегрировать устройство с датчиками, которые могут отображать результаты в режиме реального времени даже без необходимости во внешнем источнике питания.
