Роботы научились выращивать помидоры

Идея проекта пришла в голову Николаусу Корреллу (Nicolaus Correll), сотруднику робототехнической группы профессора Даниэлы Рус (Daniela Rus). Под их совместным руководством студенты Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) в течение семестра работали в лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory, CSAIL) над созданием системы, которая должна самостоятельно обслуживать небольшой сад. В будущем исследователи планируют создать на ее основе автономную автоматическую теплицу.

Автоматическая грядка

Система расположена на площадке с искусственной травой. Там стоят глиняные горшки, куда высажены помидоры. Освещение площадки искусственное. Каждый горшок оборудован сенсором почвы и системой, которая может отслеживать состояние растений и сообщать об их потребностях по беспроводной связи, вызывая роботов-садовников. Каждый робот оборудован поливателем, рассчитанным как на воду, так и на раствор удобрений. Видеокамера на гибком держателе обеспечивает роботам «зрение», а значит, и способность осматривать растение и оценивать состояние плодов. Железные садовники не только могут определить, какие плоды созрели, но и сорвать их. Опыляют цветки, кстати, тоже роботы. Манипуляции они совершают с помощью четырех «рук», снабженных датчиками давления. Датчики не дают им повредить растения или плоды.

По мнению руководителей проекта, в будущем система позволит экономить как трудовые, так и энергетические ресурсы. Ведь полив и уход совершаются только по мере необходимости, а необходимость определяет компьютерная программа. Кроме того, подобная система избавит людей от изнурительной работы по сборке овощей и фруктов, ведь в отличие от зерновых или сена «жатва» этих подобных деликатных растений до сих пор не автоматизирована.

Томатный open-source

Но в первую очередь проект, конечно, образовательный. Основная цель, по словам Даниэлы Рус, – вызвать у будущих робототехников интерес к подобным прикладным проектам, понять возможности современной робототехники. Именно поэтому в начале семестра студенты, записавшиеся в группу профессора Рус, получили задание создать сад с полностью автоматическим обслуживанием. Работа в команде была весьма эффективной, каждая идея обсуждалась и реализовывалась всей командой.

Даниэла Рус считает, что будущее именно за такой групповой работой, в которой участвуют множество специалистов в самых разных областях. В последние 5-10 лет в робототехнике подобные open-source проекты получили широкое распространение. Кстати, об одном из таких проектов в Infox.ru недавно писали.

В садоводческом проекте студенты также получили возможность использовать идеи и инструменты, разработанные в рамках других проектов CSAIL. Например, облегченный коммуникационный диспетчер (Lightweight Communications Marshaller) использовался для обмена информацией между горшками и роботами. Данный инструмент разработали участники проекта DAPRA. Программу распознавания изображений LabelMe также ранее разработали в CSAIL, студенты лишь несколько модифицировали ее для своих целей. Корпус робота тоже не слишком нов – за основу ребята взяли одну из версий робота Roomba.

Успехи питомцев CSAIL

Николаус Коррелл смотрит в будущее проекта с оптимизмом. Сейчас он изучает агротехнику и видит много областей, где созданная система может найти применение. Возможно, в будущем она станет основой для автоматических теплиц и гидропонных, то есть беспочвенных, ферм. Технология весьма адаптируема, и ее цели можно полностью изменить. Например, предполагает Коррелл, на основе данной системы возможно разработать программу по уходу за малоподвижными стариками, что снизит затраты на обслуживающий персонал домов престарелых и больниц.

А вот Даниэла Рус считает, что главный результат проекта иной. Почти все студенты решили вместо каникул остаться в лаборатории на дополнительный учебный период, чтобы посвятить свое свободное время работе над проектом. О результатах работы они рассказали в пресс-релизе на сайте CSAIL.