Ντομάτα: Νέα κινεζική καινοτομία μειώνει τον χρόνο στην παραγωγή μέσω του ψηφιακού διδύμου

Μια νέα, πρωτοποριακή προσέγγιση στην αυτοματοποιημένη συγκομιδή ντομάτας αναπτύσσεται στην Κίνα, όπου ερευνητές δημιούργησαν ένα ολοκληρωμένο σύστημα «ψηφιακού διδύμου» για θερμοκήπια, με στόχο τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ακρίβειας των ρομποτικών συλλεκτών. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε από το Ινστιτούτο Αγροτικής Πληροφορίας της Κινεζικής Ακαδημίας Αγροτικών Επιστημών και δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Computers and Electronics in Agriculture.

Αντιμετώπιση των βασικών αδυναμιών της ρομποτικής συγκομιδής

Η επικεφαλής επιστήμονας, Chai Xiujuan, εξηγεί ότι τα μεγαλύτερα εμπόδια στην αυτοματοποίηση της συγκομιδής ντομάτας σχετίζονται με περιορισμένη ορατότητα των καμερών, συχνή απόκρυψη των καρπών από φύλλα και κλαδιά, καθώς και την ιδιαίτερα πολύπλοκη διάταξη καρποφορίας των φυτών.

Πώς λειτουργεί το σύστημα

Το σύστημα βασίζεται σε μια κάμερα βάθους τοποθετημένη σε συρόμενη ράγα πάνω στο ρομπότ συγκομιδής. Με τη βοήθεια της κίνησης κατά μήκος της ράγας, η κάμερα σαρώνει ολόκληρη την καλλιέργεια δημιουργώντας ένα τρισδιάστατο ψηφιακό δίδυμο του θερμοκηπίου και των φυτών.

Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε στη συνέχεια ένα σύστημα μηχανικής μάθησης που επιτρέπει:

• Βελτιστοποίηση της θέσης του ρομπότ.
• Καλύτερο σχεδιασμό της τροχιάς του βραχίονα.
• Καθορισμό της σειράς συλλογής των καρπών.
• Επιλογή του κατάλληλου τρόπου εκτέλεσης κάθε κίνησης.

Με αυτόν τον τρόπο, ο αλγόριθμος δεν βασίζεται πλέον αποκλειστικά στην περιορισμένη τοπική εικόνα που «βλέπει» μια κάμερα στερεωμένη στον βραχίονα, αλλά στην πλήρη αναπαράσταση του περιβάλλοντος. «Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει στις αποφάσεις του ρομπότ να λαμβάνονται με βάση μια πολύ ευρύτερη εικόνα της καλλιέργειας», εξηγεί ο ερευνητής Lang Yining.

Εντυπωσιακά αποτελέσματα σε πραγματικές δοκιμές

Οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν έδειξαν:

• Μείωση του χρόνου συγκομιδής στα 7,4 δευτερόλεπτα ανά καρπό.
• Λιγότερες συγκρούσεις και επαφές του ρομποτικού βραχίονα με τα φυτά, γεγονός που περιορίζει ζημιές και αυξάνει την ποιότητα της παραγωγής.

Προοπτικές για περισσότερες καλλιέργειες

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το σύστημα μπορεί να επεκταθεί και σε άλλα προϊόντα θερμοκηπίου. Η ομάδα σχεδιάζει την αξιοποίηση της τεχνολογίας ψηφιακού διδύμου για την προσομοίωση της ανάπτυξης και της συγκομιδής διαφορετικών καλλιεργειών, ώστε να σχεδιάζονται και να αξιολογούνται αλγόριθμοι λήψης αποφάσεων για κάθε προϊόν.

Η συγκεκριμένη έρευνα αποτελεί ένα ακόμη βήμα προς πιο έξυπνη και αυτοματοποιημένη γεωργική παραγωγή, δίνοντας λύσεις στα σημερινά προβλήματα της εργασίας, της ακρίβειας και του κόστους στη συγκομιδή θερμοκηπιακών καλλιεργειών.