برداشت محصول با کمک یادگیری ماشینی!

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، پژوهشگران "دانشگاه کمبریج"(University of Cambridge) انگلستان، نوعی ربات برای چیدن سبزیجات ابداع کرده‌اند که برای شناسایی و برداشت محصول، از یادگیری ماشینی استفاده می‌کند.

پژوهشگران ابتدا این ربات جدید موسوم به "وج‌بوت"(Vegebot) را آموزش دادند تا بتواند کاهوهای کاشته شده در آزمایشگاه را تشخیص دهد و آنها را برداشت کند. پس از آن، ربات با موفقیت روی زمین کشاورزی آزمایش شد و توانست از عهده برداشت سبزیجات و میوه‌های کاشته شده برآید.

اگرچه نخستین نمونه این ربات، کارایی و سرعت لازم را برای کمک به انسان ندارد اما نشان می‌دهد که به کارگیری فناوری رباتیک در کشاورزی امکان‌پذیر است و می‌توان از آن برای برداشت محصولاتی مانند "کاهوی آیسبرگ"(iceberg lettuce) که برداشت مکانیکی آن نسبتاً دشوار است، استفاده کرد.

محصولاتی مانند سیب‌زمینی و گندم همیشه به صورت مکانیکی در مقیاس بزرگ برداشت شده‌اند اما بسیاری از محصولات دیگر از جمله کاهوی آیسبرگ، با این روش‌ها به سادگی قابل برداشت نیستند. اگرچه کاهوی آیسبرگ، یکی از متداول‌ترین نوع کاهو است اما به راحتی آسیب می‌بیند؛ در نتیجه برداشت آن به صورت رباتیک دشوار است.

"سیمون بیرل"(Simon Birrell)، پژوهشگر بخش مهندسی دانشگاه کمبریج و از نویسندگان این پژوهش گفت: کاهوها با هم تفاوت دارند اما اگر ما بتوانیم یک ربات برای برداشت کاهوی آیسبرگ داشته باشیم، برداشت آن مانند محصولات دیگر به سادگی صورت خواهد گرفت.

"جولیا کای"(Julia Cai)، از پژوهشگران این پروژه گفت: برداشت محصول در حال حاضر، تنها بخش چرخه زندگی کاهو است که به صورت دستی انجام می‌شود و واقعاً، کار فیزیکی خسته‌کننده‌ای است.

"وج‌بوت"، ابتدا محصول مورد نظر را با کمک دامنه دید خود شناسایی می‌کند؛ سپس کاهوهای سالم و آماده برداشت را تشخیص می‌دهد و در مرحله نهایی، کاهوهای سالم را بدون آسیب زدن به آنها جدا می‌کند تا آماده فروش باشند. "جوسی هوگز"(Josie Hughes)، از نویسندگان این پژوهش گفت: این فرآیند برای انسان فقط چند ثانیه زمان می‌برد اما برای ربات، مشکل واقعاً پیچیده‌ای است.

وج‌بوت، دو بخش اصلی دارد؛ یک سیستم دید رایانه‌ای و یک سیستم برش. دوربینی که در قسمت بالای ربات قرار دارد، تصاویری از مزرعه کاهو برمی‌دارد و آنها را بر اساس آمادگی برای برداشت طبقه‌بندی می‌کند. ممکن است ربات، برخی از کاهوها را به خاطر نارس بودن آنها رد کند و یا تشخیص دهد که یکی از آنها بیماری دارد که ممکن است به بقیه محصولات مزرعه نیز منتقل شود.

پژوهشگران، یک الگوریتم یادگیری ماشینی را ابداع کردند و آن را با تصاویری از کاهو آموزش دادند. هنگامی که وج‌بوت توانست کاهوهای سالم را در آزمایشگاه شناسایی کند، پژوهشگران نسبت به آموزش آن در مزرعه و تحت شرایط گوناگون آب و هوا اقدام کردند.

دومین دوربین وج‌بوت، نزدیک تیغ برش آن نصب شده است و به ربات کمک می‌کند تا یک برش آرام داشته باشد. پژوهشگران در آزمایش وج‌بوت توانستند فشار بازوی آن را تنظیم کنند تا بتواند کاهو را محکم نگه دارد و آن را به زمین نیندازد. تنظیم فشار برای محصولات گوناگون، قابل تغییر است.

دکتر "فومیا لیدا"(Fumiya Iida)، سرپرست این پژوهش گفت: هدف ما این بود تا رباتی ابداع کنیم که به برداشت کاهوی آیسبرگ محدود نشود و بتوان از آن برای برداشت محصولات دیگر نیز استفاده کرد.

ممکن است در آینده، ربات‌های مخصوص برداشت محصول بتوانند کاستی‌های حوزه کشاورزی را برطرف کنند و تلف شدن مواد غذایی را کاهش دهند. در حال حاضر، بسیاری از میوه‌ها و سبزیجات نارس به دلیل برداشت زودهنگام از بین می‌روند اما ربات برداشت محصول این قابلیت را دارد تا برای شناسایی سبزیجات و میوه‌های رسیده آموزش ببیند و همه محصولات را به موقع برداشت کند.

هوگز افزود: ما برای بهبود کارایی وج‌بوت، در حال گردآوری داده‌هایی در مورد کاهو هستیم. همچنین تلاش می‌کنیم تا سرعت وج‌بوت را افزایش دهیم و آن را برای همکاری با انسان آماده کنیم. ما باور داریم که ربات‌ها، طرفیت بالایی برای استفاده در حوزه کشاورزی دارند.

این نتایج، در مجله "The Journal of Field Robotics" به چاپ رسید.

انتهای پیام