หุ่นยนต์เก็บผักที่ใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อระบุและเก็บเกี่ยวพืชผลทางการเกษตรที่ธรรมดา แต่มีความท้าทายได้รับการพัฒนาโดยวิศวกร ‘Vegebot’ ซึ่งพัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ได้รับการฝึกฝนให้รู้จักและเก็บเกี่ยวผักกาดหอมภูเขาน้ำแข็งในห้องปฏิบัติการ ขณะนี้ได้รับการทดสอบอย่างประสบความสำเร็จในสภาพพื้นที่ต่างๆ โดยร่วมมือกับ G’s Growers สหกรณ์ผักและผลไม้ในท้องถิ่น
แม้ว่าต้นแบบจะไม่เร็วหรือมีประสิทธิภาพเท่ากับคนงาน
แต่ก็แสดงให้เห็นว่าการใช้หุ่นยนต์ในการเกษตรอาจขยายออกไปได้อย่างไร แม้แต่พืชผลอย่างผักกาดหอมภูเขาน้ำแข็งซึ่งมีความท้าทายเป็นพิเศษในการเก็บเกี่ยวด้วยเครื่องจักร ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในThe Journal of Field Robotics พืชผลต่างๆ เช่น มันฝรั่งและข้าวสาลีได้รับการเก็บเกี่ยวโดยใช้เครื่องจักรตามขนาดมาเป็นเวลาหลายสิบปีแล้ว แต่พืชผลอื่นๆ อีกจำนวนมากต้องต่อต้านระบบอัตโนมัติ ผักกาดหอมภูเขาน้ำแข็งเป็นพืชชนิดหนึ่ง แม้ว่าผักกาดหอมชนิดนี้จะเป็นผักกาดหอมที่พบได้ทั่วไปในสหราชอาณาจักร แต่ภูเขาน้ำแข็งก็ได้รับความเสียหายได้ง่ายและเติบโตค่อนข้างแบนราบ ทำให้เกิดความท้าทายสำหรับผู้เก็บเกี่ยวด้วยหุ่นยนต์
ไซมอน เบอร์เรล ผู้เขียนร่วมจากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์ของเคมบริดจ์กล่าวว่า “ทุกสาขามีความแตกต่างกัน ผักกาดทุกใบมีความแตกต่างกัน” “แต่ถ้าเราสามารถทำให้รถเกี่ยวข้าวแบบหุ่นยนต์ใช้ผักกาดภูเขาน้ำแข็งได้ เราก็สามารถทำให้พืชผลอื่นๆ ทำงานได้”
“ในขณะนี้ การเก็บเกี่ยวเป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตผักกาดหอมที่ต้องทำด้วยตนเอง และต้องใช้กำลังกายอย่างมาก” จูเลีย ไค ผู้เขียนร่วมซึ่งทำงานเกี่ยวกับส่วนประกอบคอมพิวเตอร์วิทัศน์ของ Vegebot ขณะที่เธอยังเป็นนักศึกษาระดับปริญญาตรีกล่าว ในห้องแล็บของ ดร.ฟุมิยะ อีดะ
ขั้นแรก Vegebot จะระบุ ‘เป้าหมาย’ พืชผลภายในขอบเขตการมองเห็น จากนั้นจึงกำหนดว่าผักกาดหอมชนิดใดชนิดหนึ่งมีสุขภาพแข็งแรงและพร้อมที่จะเก็บเกี่ยวหรือไม่ และสุดท้ายจะตัดผักกาดหอมออกจากส่วนอื่นๆ ของพืชโดยไม่บดให้เป็น ‘ซูเปอร์มาร์เก็ตพร้อม ‘. Josie Hughes ผู้เขียนร่วมกล่าวว่า “สำหรับมนุษย์ กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาไม่กี่วินาที แต่มันเป็นปัญหาที่ท้าทายจริงๆ สำหรับหุ่นยนต์
Vegebot มีสององค์ประกอบหลัก: ระบบการมองเห็นด้วยคอมพิวเตอร์และระบบตัด กล้องเหนือศีรษะบน Vegebot ถ่ายภาพของทุ่งผักกาดหอมและระบุผักกาดหอมทั้งหมดในภาพก่อน จากนั้นสำหรับผักกาดแต่ละชนิดจะจำแนกว่าควรเก็บเกี่ยวหรือไม่ ผักกาดหอมอาจถูกปฏิเสธเนื่องจากยังไม่สุก หรืออาจมีโรคที่อาจแพร่กระจายไปยังผักกาดหอมอื่นๆ ในการเก็บเกี่ยว
นักวิจัยได้พัฒนาและฝึกอบรมอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเกี่ยวกับภาพตัวอย่างผักกาดหอม เมื่อ Vegebot สามารถจดจำผักกาดหอมที่ดีต่อสุขภาพได้ในห้องทดลอง จากนั้นจึงฝึกฝนในพื้นที่เพาะปลูกในสภาพอากาศที่หลากหลาย กับผักกาดหอมจริงหลายพันชนิด
กล้องตัวที่สองบน Vegebot ถูกวางไว้ใกล้กับใบมีด และช่วยให้การตัดเป็นไปอย่างราบรื่น นักวิจัยยังสามารถปรับแรงกดในแขนจับของหุ่นยนต์เพื่อให้มันจับผักกาดหอมให้แน่นพอที่จะไม่ทำตก แต่ไม่แน่นจนทุบมัน สามารถปรับแรงจับสำหรับพืชผลอื่นๆ
“เราต้องการพัฒนาแนวทางที่ไม่จำเป็นต้องจำเพาะกับผักกาดหอมภูเขาน้ำแข็ง เพื่อให้สามารถนำไปใช้กับพืชผลเหนือพื้นดินประเภทอื่นๆ ได้” Iida ผู้นำทีมเบื้องหลังการวิจัยกล่าว
ในอนาคต รถเกี่ยวข้าวแบบหุ่นยนต์สามารถช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนแรงงานในภาคเกษตรกรรม และยังช่วยลดขยะอาหารได้อีกด้วย ในปัจจุบัน แต่ละแปลงมักจะเก็บเกี่ยวเพียงครั้งเดียว และผักหรือผลไม้ที่ยังไม่สุกจะถูกทิ้ง อย่างไรก็ตาม รถเกี่ยวข้าวแบบหุ่นยนต์สามารถถูกฝึกให้เก็บเฉพาะผักที่สุกแล้ว และเนื่องจากสามารถเก็บเกี่ยวได้ตลอด 24 ชั่วโมง จึงสามารถผ่านได้หลายรอบในทุ่งเดียวกัน และกลับมาเก็บเกี่ยวผักที่ยังไม่สุกในช่วงก่อนหน้านั้นในภายหลัง
“เรายังรวบรวมข้อมูลมากมายเกี่ยวกับผักกาดหอม ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพได้ เช่น เขตข้อมูลใดให้ผลผลิตสูงสุด” ฮิวจ์สกล่าว “เรายังคงต้องเร่ง Vegebot ของเราจนถึงจุดที่มันสามารถแข่งขันกับมนุษย์ได้ แต่เราคิดว่าหุ่นยนต์มีศักยภาพมากมายในด้านเทคโนโลยีการเกษตร”
Credit : vibramfivefingersshoesusa.com bronx-greens.org textasplayground.net meandmyinkings.com pixxerbase.net ravenxthelivingdeadgirl.com loonyasylum.net treehuggersintraining.com cashingloan.net caspium.org
