Russische Wissenschaftler haben eine autonome Drohne auf einer Plattform mit Rädern entwickelt, die sich automatisch durch den Garten bewegt, an Bäumen hängende Früchte findet und kranke oder beschädigte Früchte unter ihnen identifiziert. Er erhielt den Namen botANNIC. Basierend auf den gesammelten Daten wird eine Gesundheitskarte der Krankheiten landwirtschaftlicher Pflanzungen erstellt. Tests in einem Obstanbaubetrieb haben gezeigt, dass die Überwachungsgenauigkeit über 80 % liegt. Nach Auffassung der Autoren soll die Nutzung der Bebauung die Produktivität steigern und Fruchtverluste aufgrund von Krankheiten und Schädlingen minimieren. Laut Agrarwissenschaftlern kann das Gerät nur als menschlicher Assistent eingesetzt werden, nicht jedoch als Ersatz. Die Anpassung der Erfindung an den Einsatz in Gewächshäusern wird schwierig sein, da dort keine Schienen für Radfahrzeuge vorhanden sind.
Vier Klassen
NUST MISIS-Spezialisten haben zusammen mit Kollegen der Tambov State Technical University (TSTU), der China University of Mining Technology und der Higher School of Economics eine Roboterplattform mit Rädern namens botANNIC entwickelt. Es überwacht autonom den Zustand von Früchten in Obstgärten, identifiziert kranke oder beschädigte Früchte und erstellt auf Grundlage der gewonnenen Daten eine Karte von Gartenbaukrankheiten. Wie Tests gezeigt haben, liegt die Genauigkeit des Geräts bei über 80 %.
„Mit Hilfe einer Stereokamera, die neuronale Netze nutzt, um das menschliche Sehen zu reproduzieren, scannt botANNIC die Laub- und Fruchtteile von Bäumen, erkennt Äpfel in der Baumkrone und zeigt deren Reifegrad und Schädigung an“, sagt Ivan Ushakov, Leiter der Abteilung der Physik an der NUST MISIS, sagte Izvestia.
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botANNIC orientiert sich selbstständig im Garten anhand einer dreidimensionalen Geländekarte, auf Wunsch kann der Bediener ihm aber auch eine Flugbahn und den Endpunkt der Route vorgeben. Plattformabmessungen – 1.5×1.5 m, Tragfähigkeit – 200 kg, Elektromotorleistung – 500 W. Das Design verwendet Lithium-Ionen-Batterien. Die Drohne ist mit einer Stereokamera und einem Hyperspektralsensor ausgestattet, mit denen Sie das Aussehen von Früchten sorgfältig analysieren und anhand der Beobachtungsergebnisse ihre Qualität bewerten können. Während sie sich im Garten bewegt, sammelt die Drohne Informationen, die dann auf den Bordcomputer der Plattform und das Tablet des Bedieners hochgeladen werden.
Die große Tragfähigkeit der Radplattform ermöglicht die Installation zusätzlicher Ausrüstung. Zum Beispiel ein Manipulator zur Obstprobenahme oder -ernte.
Das System hat sich bei Tests auf dem Gelände einer industriellen Apfelplantage des Bundeswissenschaftlichen Zentrums erfolgreich bewährt. IV Michurin, gelegen in der Region Tambow. Die Forschungsergebnisse werden in der renommierten Fachzeitschrift Drones veröffentlicht.
- Um Äpfel vor dem Laubhintergrund bei schwankendem Sonnenlicht zu erkennen, wurde ein Algorithmus zur automatischen Auswahl des Vordergrundbereichs entwickelt. Anschließend klassifiziert das System die Fruchtbilder mittels multivariater Analyse weiter in die folgenden Gruppen: gesunder Apfel (Klasse 0), faul (Klasse 1), fleckig (Klasse 2), durch Insekten beschädigt (Klasse 3) oder Pilzschorf (Klasse 4). Die Klassifizierungsgenauigkeit beträgt mindestens 80 %“, sagte Alexander Divin, Professor an der Abteilung für Mechatronik und technologische Messungen an der TSTU.
Das System ist für den Einsatz in sogenannten Intensivgärten konzipiert, in denen Bäume in einem verdichteten Muster gepflanzt werden. Wissenschaftler wollen botANNIC mit zusätzlichen Sensoren und einem Laserstrahler ausstatten, mit dem es schädliche Insekten und Unkräuter vernichten kann. Der Einsatz der Technologie soll zu einer Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität und einer Verringerung der aus verschiedenen Gründen auftretenden Fruchtverluste führen.
ApfelernteFoto: RIA Novosti / Vitaly Timkiv
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Pavel Tyurin, der Cheftechnologe des Unternehmens Plodovoye, sagte gegenüber Izvestia, dass die Qualitätskontrolle von Früchten in Obstplantagen derzeit manuell durchgeführt werde. Dafür gibt es eine Hotelposition – einen Prognostiker oder Entomologen. Er inspiziert ständig den Garten. Seine Aufgabe ist es, für den Zustand der Bäume und Früchte zu sorgen. Allerdings muss es präventiv wirken und das Auftreten von Krankheiten und Schädlingen verhindern. Beispielsweise wird im Garten eine spezielle Falle für den Apfelwickler aufgestellt. Werden dort Insekten gefunden, werden die Bäume mit Pestiziden behandelt. Außerdem überwachen sie nach Angaben der Wetterstation den Zustand der Umwelt.