тел. 067-465-49-09

тел. 067-465-49-59

Робот, який змінить "правила гри" у селекціонуванні

вченіВ Університеті штату Іллінойс знаходиться на стадії розробки робот, який автоматизує трудомісткий процес фенотипування у рослинництві. Він дозволить вченим дослідити врожай та поєднати його генетичні дані з високоврожайними рослинами. Над цим проектом, вартістю $ 3,1 мільйона, працює професор сільськогосподарської і біологічної інженерії Гиріш Човдарі та старший науковий співробітник Еркан Каякан.

Незабаром напівавтономний робот зможе «прочесувати» сільськогосподарські поля, збираючи та передаючи в реальному часі дані про зростання і розвиток сільськогосподарських культур, інформацію, яку селекціонери – і в кінцевому підсумку фермери – можуть  використовувати для виявлення генетичних ознак рослин, які будуть  давати найбільшу врожайність.

Розробляє цього робота команда вчених з Інституту геномної біології Університету штату Іллінойс у співпраці з дослідниками з Корнельського університету та компанією Signetron Inc.

За зразком автономних марсоходів, що використовуються для досліджень у зруйнованих будівлях та інших небезпечних середовищах, сільськогосподарський робот працює на гусеничному ходу, що дозволяє йому переміщатися по сухих або мулистих полях. Дослідники направляють його за допомогою GPS і портативного комп’ютера.

робот агрілабПересуваючись між рядами сільськогосподарських культур, робот використовує гіперспектральні тепловізори високої чіткості, погодні монітори та імпульсні лазерні сканери для отримання фенотипної інформації (діаметру стовбура, висоти і листової поверхні кожної рослини) та оцінювання стану навколишнього середовища (температура і вміст вологи в ґрунті).

Робот зберігає дані в бортовому комп’ютері та передає їх в режимі реального часу на комп’ютер агронома. Вчені використовують дані для створення 3-D реконструкції рослини, щоб розробити прогнозну модель її розвитку та оцінити вихід біомаси для кожної рослини зокрема та всієї ділянки загалом.

«Оперативний доступ до даних має вагоме значення для селекціонерів сільськогосподарських культур, – сказав Гиріш Човдарі, професор сільськогосподарської і біологічної інженерії. Візуалізація даних – дуже важлива. Якщо селекціонер швидко отримуватиме дані, він зможе приймати дієві рішення, які збільшують виробництво».

Хоча в даний час дослідники використовують робота для оцінки полів сорго, що використовується у виробництві біопалива, вони кажуть, що робот однаково добре буде працювати з іншими високорослими просапними культурами, такими як кукурудза і пшениця, і, можливо, соя.

роботРобот є «козирем» і для вчених, і для фермерів, автоматизовуючи трудомісткі процеси фенотипування, сказав Стівен П. Лонг, директор проекту.

«Для виробників це дасть можливість прискорити швидкість поліпшення генетичного матеріалу. Тепер ми можемо відібрати матеріал набагато швидше і вибрати значно більше рослин, а в кінцевому підсумку дати продуктивніший врожай», – сказав Лонг.

«Одним із найбільших досягнень за останні кілька років є те, що тепер ми можемо визначити повну схему ДНК кожної рослини. Але як ми використовуємо це? Що нам потрібно, щоб бути в змозі описати рослину та її ріст? Можливо, вам вдасться зробити це з армією людей, але тепер робот може виконати все це для вас. Зараз за допомогою здобутої фенотипної та генетичної інформації, ми можемо визначити комбінацію генів для найкращих рослин», – сказав Лонг.

Човдарі, чий дослідницький інтерес фокусується на польовій робототехніці, працює над модифікацією зовнішнього вигляду робота. Щоб він міг легко маневрувати між рядами сільськогосподарських культур, треба зменшити його ширину. Також вчений планує встановити систему датчиків для виявлення і уникнення перешкод.

Для того, щоб знизити виробничі витрати, пов’язані з металевою і гусиничною конструкцією робота, команда Човдарі вивчає можливості виробництва деяких деталей за допомогою 3-D друку.

робот човдарі«Ми націлені на те, що  селекціонери зможуть придбати робота за ціною від $ 5000 до $ 10000, а це значить, що вартість виробництва повинна бути значно нижчою,-  сказав Човдарі. Сільськогосподарський робот, який коштує всього $ 5000 представляє абсолютно нову концепцію. Сільгосптехніка сьогодні зазвичай коштує сотні тисяч доларів. Зменшення вартості нашого робота нижче $ 5000 саме по собі буде значним досягненням для нашої командиНа відміну від роботів, які використовуються на заводах, сільськогосподарські роботи повинні бути стійкими до різних погодних умов».

Алгоритми, механічні конструкції, пристрої взаємодії людини і робота, що лежать в основі технології, корисні в багатьох інших галузях промисловості, в тому числі захисті, спостереженні і наукових дослідженнях.

Команда розраховує завершити прототип за два роки і почати широке виробництво, маючи на меті випустити робота на ринок до 2021 року. Проект фінансується за рахунок гранту в розмірі $ 3,1 млн від Агентства з розвитку відновлювальних джерел енергії.

Джерело: news.illinois.edu