Цифровые агротехнологии в системе «Умный сад»

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).

1. Алейников 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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. 18-22

5. Sanders K. F. Orange harvesting system review. Biosyst. Eng. 2005;90:115-125.

6. 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.

7. 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.

8. Bachche S., Oka K. Modeling and performance testing of end-effector for sweet pepper harvesting robot hand. J. Robot. Mechatron. 2013;25:705-717.

9. 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/s16030276

10. Gonzalez-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.2015.04.003

11. Li Z., Li P., Yang H., Wang Y. Stability tests of twofi nger tomato grasping for harvesting robots. Biosyst. Eng. 2013;116:163-170.