Четырехтонный робот с лазерами сожжет сто тысяч сорняков за час работы в поле
Американская компания Carbon Robotics, расположенная в Сиэтле, разработала сельскохозяйственного робота для уничтожения сорняков. Четырехколесный робот весом чуть больше четырех тонн способен в полностью автономном режиме передвигаться по полю и бороться с сорняками, сжигая их с помощью массива из восьми 150-ваттных инфракрасных углекислотных лазеров. По словам разработчиков, он способен уничтожить до ста тысяч сорняков за час. Для того чтобы отличить нежелательные растения от полезных сельскохозяйственных культур, используется система распознавания изображений, задействующая камеры и вычислительные модули на графических процессорах NVIDIA. За день робот способен обработать до восьми гектаров земли и значительно снизить затраты на ручной труд и гербициды. Кроме того, лазерное излучение не повреждает почву, что благоприятно сказывается на будущем урожае, сообщается в пресс-релизе, размещенном на сайте компании.
Многие сферы человеческой деятельности подвергаются интенсивной автоматизации, и сельское хозяйство не исключение. Более того, специфика многих сельскохозяйственных работ на поле — множество монотонно повторяющихся действий и фиксированные маршруты на ограниченной территории — располагают к внедрению автоматических устройств и робототехники. Например, в 2017 году британские специалисты из проекта Hands Free Hectare провели полный цикл полевых работ, включающий посев и сбор урожая, используя только роботов без прямого участия человека.
Кроме посева и сборки урожая, роботы могут задействоваться и для других не менее важных работ, таких, например, как уничтожение нежелательных растений. В 2019 году инженеры из Австралии представили универсального четырехколесного сельскохозяйственного робота SwagBot, который в автономном режиме мог искать сорняки и обрабатывать их гербицидами.
Американские инженеры из компании Carbon Robotics разработали свой вариант робота для прополки, который способен в полностью автономном режиме обрабатывать поля от дикорастущих сорных растений. В отличие от австралийской машины, новый робот от Carbon Robotics использует более экологичный способ уничтожения сорняков — излучение мощных лазеров.
Четырехколесный робот весит 4300 килограмм и способен развивать скорость до 8 километров в час. Размещенные на корпусе камеры, лидары и GPS модуль позволяют роботу перемещаться точно вдоль борозд на поле даже в ночное время. Система распознавания изображений, задействующая двенадцать камер высокого разрешения и восемь графических процессоров NVIDIA 30-ой серии, занимается определением местоположения сорняков и сельскохозяйственных культур на обрабатываемом поле под роботом в реальном времени с помощью алгоритмов машинного обучения. Обнаруженные системой компьютерного зрения сорняки затем уничтожаются восемью инфракрасными CO2 лазерами с длиной волны 10.6 микрометров мощностью 150 ватт каждый. Энергию для работы всех систем и передвижения вырабатывает дизельный двигатель Cummins QSF 2.8 мощностью 74 лошадиные силы.
Компания утверждает, что их робот способен уничтожать до ста тысяч сорняков в час и обрабатывать от шести до восьми гектаров за день, что позволяет заменить ручной труд нескольких групп рабочих одним роботом, тем самым значительно снизив стоимость обработки. Также важное преимущество заключается в выбранном способе уничтожения сорняков. Инфракрасные лазеры, в отличие от гербицидов, не влияют на почву и не наносят вреда выращиваемым растениям, что увеличивает урожайность и не угрожает здоровью человека и животных. По подсчетам компании, снижение общих затрат на ручной труд, гербициды и удобрения может достигать до 28 процентов.
Роботы для прополки уже прошли бета-тестирование на полях с различными сельскохозяйственными культурами, например с брокколи и луком, и подтвердили свою работоспособность. Согласно информации, размещенной на сайте производителя, на текущий момент все роботы модельного ряда 2021 года уже раскуплены, а компания принимает предзаказы на следующий год.
Вместо того чтобы разрабатывать новые сельскохозяйственные роботы с нуля, можно попробовать переоборудовать уже имеющиеся машины. Израильская компания Blue White Robotics разработала комплект для превращения любого трактора в беспилотник, способный распознавать различные участки поля и плантации.
Андрей Фокин
Он предназначен для исследования гипертермии
Компания Thermetrics разработала термический манекен ANDI, который предназначен для имитации тепловых свойств тела человека. Манекен может выделять тепло с помощью нагревательных элементов, а также имитировать потоотделение и дыхание. Множество сенсоров, размещенных в 35 зонах по всему корпусу манекена, позволяют контролировать температуру и измерять тепловые потоки в реальном времени. Манекен будет использоваться учеными в исследованиях воздействия теплового стресса и гипертермии на человека, сообщает New Atlas. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Всемирная метеорологическая организация недавно сообщала, что за последние 40 лет волны жары стали случаться в шесть раз чаще. Можно ожидать, что в будущем во многих регионах планеты люди столкнутся с новой климатической нормой, в которой придется приспосабливаться к жизни в условиях, когда температура воздуха достигает 40 градусов Цельсия и выше на протяжении длительных промежутков времени. Известно, что высокие температуры воздуха могут представлять угрозу для здоровья и жизни человека. Однако точные механизмы и последствия воздействия жары на сегодняшний день изучены недостаточно хорошо. В связи с этим возрастает интерес ученых к изучению последствий воздействия теплового стресса на человеческий организм. В опасных для здоровья человека исследованиях, в которых требуется воспроизведение поведения человеческого тела, вместо людей зачастую используются манекены. К примеру, манекены много лет успешно выполняют роль пассажиров при испытаниях автомобилей. По этой же причине ученые из Университета штата Аризона вместо того, чтобы подвергать риску здоровье людей, в проводимых ими исследованиях воздействия теплового стресса на человеческий организм решили воспользоваться испытательным манекеном. Для этого компания Thermetrics, занимающаяся разработкой тепловых манекенов для тестирования спортивной одежды, создала симулирующий человеческую физиологию роботизированный манекен ANDI. Рост ANDI составляет 178,5 сантиметров, а масса — 35 килограмм. Его тело разделено на 35 независимых термических зон. Они снабжены сенсорами и индивидуальными нагревательными элементами, с помощью которых можно имитировать тепловыделение человеческого тела, контролировать температуру и динамически измерять теплопотери и получаемое тепло в режиме реального времени. По всей поверхности манекена размещено множество выходных отверстий системы искусственного потоотделения. Также в манекен встроена система имитации дыхания, которая позволяет контролировать влажность и температуру входящего и выходящего воздуха. Руки и ноги манекена имеют подвижные соединения, поэтому, используя внешние приводы для актуации, исследователи могут управлять манекеном, имитируя ходьбу или другую физическую активность. Скорость отвода тепла можно регулировать за счет встроенной системы водяного охлаждения. Исследователи могут задавать параметры, моделирующие тепловые особенности характерные для людей разного возраста, физического состояния и здоровья. Например, уровень потоотделения пожилого человека будет ниже, чем у молодого спортсмена. https://www.youtube.com/watch?v=ivAQvkoft9o&t=59s Исследования с ANDI можно проводить не только в тепловой камере, но и в естественных условиях. Ученые надеются, что данные, собранные с помощью теплового манекена, помогут им выработать рекомендации для широкого круга людей, которые снизят риски для здоровья. Кроме этого, результаты исследования помогут в создании одежды или других средств индивидуальной защиты для смягчения влияния жары на здоровье людей в условиях меняющегося климата. Рост окружающей температуры сказывается и на образовательной системе. Ученые выяснили, что повышение среднегодовой температуры воздуха и увеличение количества жарких учебных дней приводят к снижению школьной успеваемости.