vstispСадоводство и виноградарствоHorticulture and viticulture0235-25912618-9003Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»10.31676/0235-2591-2018-6-33-39vstisp-273Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВАTECHNICAL MEANSЦифровые агротехнологии в системе «Умный сад»Digital agricultural technologies in the “Smart garden” systemИзмайловА. Ю.IzmailovA. Yu.

д. т. н., академик РАН, директор

Dr. Sci.(Tech.), academician, Director

vim_sad@mail.ruСмирновИ. Г.SmirnovI. G.

к. с-х. н., учёный секретарь

PhD (Agr.), Scientifi c Secretary

ХортД. О.KhortD. O.

к. с.-х. н., заведующий лабораторией механизации возделывания многолетних культур

PhD (Agr.), Head of the laboratory of mechanization of cultivation of perennial crops

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ», г. МоскваРоссияFederal Scientific Agricultural Engineering Center VIM, MoscowRussian Federation201819012019063339Copyright © Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture», 20192019Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»Autonomous non-profit organization Editorial Board of journal «Horticulture and viticulture»https://www.sadivin.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.sadivin.com/jour/article/view/273

В статье рассмотрены ключевые параметры современных систем проектирования технологических процессов, контроля и управления параметрами жизнедеятельности растений и роботизированные машины для реализации экологически безопасных технологий в системе «Умный сад». Проанализированы программно-аппаратные средства, обеспечивающие формирование и управление машинными технологиями содержания многолетних садовых насаждений, позволяющие вести экономически управляемое, экологически безопасное и устойчивое производство продукции, с учетом интересов товаропроизводителей в конкретных производственных условиях. Описана возможность применения беспилотных летательных аппаратов и роботизированных машин в садоводстве при управлении продукционными процессами, навигации технических средств, контроле за выполнением технологических операций, цифровом мониторинге урожайности сельскохозяйственных культур, анализе развития болезней и вредителей на растениях. Приведена классификация средств дистанционного получения информации, устанавливаемых на наземные робототехнические средства и летательные аппараты. Определены первоочередные задачи для повышения эффективности применения системы «Умный сад», связанные с созданием единой информационной сети сбора, хранения и обработки данных о параметрах жизнедеятельности растений, разработки универсальных модулей технического зрения и алгоритмов распознавания образов биообъектов в садоводстве и принципиально новых мехатронных роботизированных средств для реализации технологических процессов в садоводстве (уборочные манипуляторы, роботизированные пропольщики, платформы для мониторинга насаждений).

The article presents the key parameters of modern systems of technological processes design, control and management of plant life parameters and robotic machines for the implementation of environmentally friendly technologies in the “Smart garden” system. The software and hardware, ensuring the formation and management of machine technologies of the perennial garden plantings maintenance that allow for economically managed, environmentally safe and sustainable production, taking into account the interests of producers in specific production conditions were analyzed. The article describes the possibility of using unmanned aerial vehicles and robotic machines in horticulture in the management of production processes, technical means of navigation, control over the implementation of technological operations, digital monitoring of crop yields, analysis of diseases and pests on plants. The classification of the means of remote information acquisition installed on the ground robotic means and aircraft was given. The priority tasks for increasing the efficiency of the “Smart Garden” system application, connected with the creation of a unified information network for the collection, storage and processing of data on the parameters of plant life, development of universal modules of technical vision and algorithms for pattern recognition of biological objects in horticulture and fundamentally new mechatronic robotic means for the implementation of technological processes in horticulture (harvesting manipulators, robotic weeders, platforms for monitoring plantations) were determined.

цифровые агротехнологиисистемыумный садэкологическая безопасностьинформациясостояние растенийробототехнические средствалетательные аппаратыdigital agricultural technologiessystemssmart gardenenvironmental safetyinformationplant conditionrobotic meansaircraftReferencesАлейников А. Ф., Савченко О. Ф. Концепции информатизации сельскохозяйственной науки и производства. Методы и технические средства исследований физических процессов в сельском хозяйстве: труды ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии, Новосибирск, 2001, 112-122.Aleynikov A. F., Savchenko O. F. Concepts of informatization of agricultural science and production: methods and technical means of research of physical processes in agriculture: proceedings of the Siberian state University of agricultural Sciences of Russia, Novosibirsk, 2001, 112-122. (in Russian)Смирнов И. Г., Хорт Д. О. Система автоматизированного управления продукционными процессами в садоводстве. Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 7-й межд. науч.-техн. конф. «Нанотехнологии и инфокоммуникационные технологии», 2010, Ч. 5, 250-256.Smirnov I. G., Khort D. O. System of automated control of production processes in horticulture. Energy supply and energy saving in agriculture: proceedings of the 7th international sci.- tech. conf. “Nanotechnology and ICT”, 2010, Part 5, 250-256. (in Russian)Измайлов А. Ю., Гришин А. П., Гришин А. А., Гришин В. А. Интеллектуальная система управления электроприводным энергосредством. Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: сб. докл. IX Межд. науч.-техн. конф., 2014, 61-64.Izmailov A. Yu., Grishin A. P., Grishin A. A., Grishin V. A. Intelligent control system of motorized power vehicle. Energy supply and energy saving in agriculture: proceedings of the IX International sci.-tech. conf., 2014, 61-64. (in Russian)Holt J. S. Implications of reduced availability of seasonal agricultural workers on the labor intensive sector of us agriculture. In Proceedings of ASAE Annual International Meeting, 1999. P. 18-22Holt J. S. Implications of reduced availability of seasonal agricultural workers on the labor intensive sector of us agriculture. In Proceedings of ASAE Annual International Meeting, 1999. P. 18-22Sanders K. F. Orange harvesting system review. Biosyst. Eng. 2005;90:115-125.Sanders K. F. Orange harvesting system review. Biosyst. Eng. 2005;90:115-125.Yuanshen Zhao, Liang Gong, Yixiang Huang, Chengliang Liu. A review of key techniques of vision-based control for harvesting robot. Computers and Electronics in Agriculture. 2016. DOI: 10.1016/j.compag.2016.06.022 № 127 P. 311-323.Yuanshen Zhao, Liang Gong, Yixiang Huang, Chengliang Liu. A review of key techniques of vision-based control for harvesting robot. Computers and Electronics in Agriculture. 2016. DOI: 10.1016/j.compag.2016.06.022 № 127 P. 311-323.Lu Qiang, Lu Huazhu, Cai Jianrong, Zhao Jiewen, Li YongPing and Zhou Fang Maejo. Feature extraction of near-spherical fruit with partial occlusion for robotic harvesting. International Journal of Science and Technology. 2010.4(3):435-445.Lu Qiang, Lu Huazhu, Cai Jianrong, Zhao Jiewen, Li YongPing and Zhou Fang Maejo. Feature extraction of near-spherical fruit with partial occlusion for robotic harvesting. International Journal of Science and Technology. 2010.4(3):435-445.Bachche S., Oka K. Modeling and performance testing of end-effector for sweet pepper harvesting robot hand. J. Robot. Mechatron. 2013;25:705-717.Bachche S., Oka K. Modeling and performance testing of end-effector for sweet pepper harvesting robot hand. J. Robot. Mechatron. 2013;25:705-717.Bengochea-Guevara J. M., Conesa-Muñoz J., Andújar D. & Ribeiro A. Merge fuzzy visual serving and GPS-based planning to obtain a proper navigation behavior for a small crop-inspection robot Sensors (Basel). 2016 Feb. 24;16(3):276. doi: 10.3390/s16030276Bengochea-Guevara J. M., Conesa-Muñoz J., Andújar D. & Ribeiro A. Merge fuzzy visual serving and GPS-based planning to obtain a proper navigation behavior for a small crop-inspection robot Sensors (Basel). 2016 Feb. 24;16(3):276. doi: 10.3390/s16030276Gonzalez-de-Soto M., Emmi L., Garcia I. & Gonzalez-deSantos P. Reducing fuel consumption in weed and pest control using robotic tractors. Computers and Electronics in Agriculture. 2015;114:96-113. doi: 10.1016/j.compag.2015.04.003Gonzalez-de-Soto M., Emmi L., Garcia I. & Gonzalez-deSantos P. Reducing fuel consumption in weed and pest control using robotic tractors. Computers and Electronics in Agriculture. 2015;114:96-113. doi: 10.1016/j.compag.2015.04.003Li Z., Li P., Yang H., Wang Y. Stability tests of twofi nger tomato grasping for harvesting robots. Biosyst. Eng. 2013;116:163-170.Li Z., Li P., Yang H., Wang Y. Stability tests of twofinger tomato grasping for harvesting robots. Biosyst. Eng. 2013;116:163-170.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.