机器人

为应对昆虫数量的减少,机器人传粉机应运而生

西维吉尼亚大学(WVU)的研究人员开发了一种机器人传粉者,它可以有效地照顾单个作物,在昆虫减少期间提高粮食安全等等。

文/西弗吉尼亚大学 2021年11月23日
礼貌:西弗吉尼亚大学

蜜蜂等天然授粉媒介的短缺正威胁着世界各地的全球粮食生产,使养活不断增长的人口变得困难。研究人员西弗吉尼亚大学为了解决传粉者数量减少的问题,WVU提出了一个B计划,即创造一个机器人传粉者。

一个由于顾,副教授机械与航空航天工程系该公司正在研制六臂机器人StickBug,通过给各种农作物授粉来帮助人类在温室环境中生活。

顾向国家机器人计划提交的机器人授粉提案获得了美国农业部75万美元的资助。加入谷的项目是杰森总值从事研究、机械和航空航天工程的副教授和副主席妮可·沃特兰,副教授园艺也是受控环境的主管。

“它(StickBug)绘制出环境,一旦机器人对环境有了大致的了解,它就会绘制出植物的更详细的地图,知道花在哪里,哪些花需要授粉,”顾说。“它会制定一个计划。然后,它会靠近每一株植物,开始摆动它的六个手臂,开始授粉。”

据Gu介绍,这六个手臂主要是为了提高机器人的效率和效率。例如,一些花可能在难以够到的地方,机器人可能需要使用双臂。一只手抓树枝,另一只手给花授粉。

机器人的传粉者

礼貌:西弗吉尼亚大学

该机器人负责花的检查,测绘,授粉和发展跟踪等耗时的任务。这使得种植者可以自由地专注于其他温室任务,如种植、灌溉和虫害控制。

格罗斯说:“最终产品的重点是试图降低进入壁垒,使其更实用,这样种植者就会想在他们的温室操作中采用机器人技术。”

该机器人的长期目标是高效照料单个作物,在虫害减少期间提高粮食安全,支持室内农业,并提供昆虫无法提供的服务,如收集作物数据。

StickBug的传粉效果评估将在西弗吉尼亚大学Evansdale温室使用两种作物:黑莓和番茄。选择这两种作物是因为这两种作物在美国都很受欢迎,而且具有经济价值。

顾说:“番茄可能是中国最重要的经济作物之一,它也需要帮助授粉。”“另一个主要原因是西红柿全年生长。总有可以做实验的番茄花。”

“温室里的西红柿一年可以生产11个月,所以对它们(授粉者)的需求是持续的,”Waterland说。

Waterland指出,番茄和黑莓作物越来越多地在高隧道和温室中种植,研究人员在这些地方看到了机器人授粉系统的潜在应用。

根据美国农业部林务局的数据,大约80%的开花植物需要动物的帮助来授粉,如果没有授粉者,许多作物就无法繁殖。

在机器人传粉者的帮助下,种植者可以克服传粉者的短缺,通过独立于传粉者的活动规划灵活的授粉计划,获得更高的利润机会。

他说:“有很大比例的农作物依赖授粉,所以可以想象,未来可能会出现(授粉者)短缺。”“这可能对需要这种机器人授粉技术有一些重要意义。”

格罗斯说:“农业是一个非常成熟的领域,可以用机器人和自动化来颠覆它。”“我们希望,在感知、操纵和与植物互动方面的许多挑战,将更广泛地应用于许多不同的机器人农业应用。”

虽然西弗吉尼亚州主要是一个农村州,但它不是一个农业州,这意味着它进口的食品比生产的更多。顾希望这种机器人授粉技术可以支持该州更多的人在农业上创业。

Gross, Gu和Waterland表示,对于WVU来说,机器人传粉者也为学生提供了教育机会。

“WVU让我们能够做前沿研究,”顾说。“(这个项目)为学生提供了一个在机器人方面进行实践和理论研究的机会。”

对于本科生来说,StickBug机器人的设计和现场测试组件可以提供大量的研究和学习机会。

Waterland说:“除了允许我们进行研究并将研究成果传播给同行评议的出版物外,我们还将资助这个项目的研究生和本科生。”“我们将利用这个项目的拨款来教育下一代的教师和研究人员。这将加强这些大学毕业生的发展。”

顾军表示,还将开发具体的项目,将工程和熟练劳工培训领域整合起来,以便未来的培训与机器人技术的快速发展相适应。

Waterland说:“这个项目的伟大之处在于它真的鼓励了跨学科、学院间的合作。”“它真的为学生和研究建立了一个更大、更全面的图景。我们的最终目标是将其应用到工业中,并开发出一个可以用于农业学科的机器人平台。”

“我们真正感到兴奋的一件事是,这个项目真的很适合作为一个土地赠与机构,”格罗斯说。“我们与机器人学院、农业和设计学院进行了第二轮合作。我们可以利用WVU拥有最先进的机器人研究温室这一事实。这些都是我认为在WVU非常令人兴奋的事情。”


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