Рис. 01 Робототехническое средство с модулем магнитно-импульсной обработки растений
Современной тенденцией развития сельхозпроизводства является его интеллектуализация. По мере развития искусственного интеллекта, ученые и инженеры все чаще обращаются к теме беспилотных автомобилей, тракторов и роботов, работающих в автоматическом режиме, в том числе с использованием систем спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS.
В настоящее время находят практическое применение сельскохозяйственные агрегаты с интеллектуальными системами управления движением, системами технического зрения, способные распознавать образы, отличать культурное растение от сорняков и выполнять технологическую операцию.
Во Всероссийском НИИ механизации сельского хозяйства разрабатываются фундаментальные основы создания и применения интеллектуальных систем (ИС) в сельскохозяйственном производстве. С интеллектуальными технологиями тесно связано одно из новых направлений работы института — создание роботизированных систем, обеспечивающих реализацию современных ресурсосберегающих агротехнологий.
Так, одной из разработок является универсальное робото-техническое средство для выполнения работ в интенсивных технологиях возделывания овощных и плодовых культур, которое может оснащаться различными модулями: "Магнитно-импульсная обработка (МИО) растений", "Опрыскиватель-гербицидник", "Рыхлитель-пропольщик", "Косилка", "Лазерный облучатель растений", "Модуль технического зрения". За счет компактных габаритов модули могут быть использованы и в условиях тепличных хозяйств.
Основная особенностьробототехнического средства — его высокая маневренность, обеспечиваемая за счет возможностей всех четырех колес изменять направление движения на 360?. За счет оптимального распределения нагрузки по осям и особого сцепления колес робот устойчив как в поперечном, так и в продольном направлении, может работать на крутых склонах.
Инновационными элементами являются автоматизированная система управления двигателем и трансмиссией; автоматический контроль и управление работой установки МИО (длительность импульсов тока в обмотках индуктора не более 6 мс (миллисекунд) в частотном диапазоне 0,5-32,0 Гц); воздействие на растения слабыми низкочастотными импульсными магнитными полями в сочетании с синхронным облучением импульсами света определенных длин волн. Данные воздействия можно отнести к определенному виду нанотехнологии, направленной на реализацию генетического потенциала растений.
Применение мобильного агрегата на плантациях пропашных овощных и низкорастущих ягодных культур обеспечивает стабильное увеличение приживаемости и укореняемости растений и семян, улучшение биометрические показателей, прирост урожайности до 30%.
Многочисленные исследования показывают высокую биологическую эффективность применения модуля магнитно-импульсной обработки растений и внешних магнитных полей малой интенсивности (от 0,05 до 100 мТл).
Этот способ воздействия относится к экологически чистому и неэнергоемкому регуляторному фактору, позволяющему более полно использовать генетические ресурсы растений. Спектр практически значимых эффектов, связанных с магнитной обработкой растений, весьма велик. Он включает улучшение качества посадочного материала, ускорение роста и развития растений, повышение урожайности.
Данное робототехническое средство с модулем магнитно-импульсной обработки растений было представлено на аграрной выставке "Золотая осень-2015" и в конкурсе "За успешное внедрение инноваций в сельское хозяйство" награждено золотой медалью.
Следует учитывать, что сельскохозяйственное производство имеет дело с живой природой, поэтому в системе "растения — окружающая среда — средства механизации" необходим учет различных неопределенных факторов, требуется предсказать возможные варианты "поведения" объектов, их размеры, форму и т.п. Современные адаптивные робототехнические средства способны выполнять функциональные задачи даже в такой "неопределенной" системе. Конечно, робототехника не заняла еще в сельском хозяйстве таких же прочных позиций, как в промышленности, но, тем не менее, роботизация отдельных отраслей сельскохозяйственного производства активно развивается.
