RTU zinātnieki izstrādā robotus darbam siltumnīcās 0
Komerciāli izmantojams robots lauksaimniecībā vairs nav aiz kalniem, Latvijas speciālisti cer drīzumā izstrādāt tehnoloģiju, kādu pasaulē neviens vēl nav radījis. Rīgas Tehniskā universitāte (RTU) sadarbībā ar Latvijas Lauksaimniecības universitāti un SIA “Terra Virtuala” īsteno projektu, kura mērķis līdz 2013. gada beigām izveidot jaunu robotu tehnoloģiju, kas ļaus būtiski palielināt darba ražīgumu lauksaimniecībā.
Projekta ietvaros jau iegūti divi patenti par robotizētas riteņu platformas tehniskajiem risinājumiem, kā arī izstrādāta programmatūra robotu izmantošanai siltumnīcās. Projekta kopējais finansējums 343,7 tūkst. latu, no tiem Eiropas Savienības atbalsts – Ls 317,9 tūkst.
Top tehnoloģija siltumnīcām
RTU sistēmu teorijas un projektēšanas katedras docents Agris Ņikitenko stāsta, ka zinātnieku mērķis ir līdz 2013. gada beigām izstrādāt robotu tehnoloģiju darbam siltumnīcās, testēt un pilnveidot to. “Mēs pašlaik esam programmatūras pirmā prototipa radīšanas procesā, tostarp ir izstrādāta robotu vadība. Pie griestiem ir salikti marķieri, ir robots, ir kamera, kas spēj apstrādāt datus un koordinēt robotus. Mūsu infrastruktūra ir programmatūras kodu blāķis, nevis reāla siltumnīca,” piebilst inženieris.
Sadarbībā ar LLU patlaban top nelieli siltumnīcas modeļi, kur robotu būvētāji varēs imitēt siltumnīcas apstākļus un pārliecināties par mitruma, gaismas, temperatūras, minerālmēslu un augu aizsardzības līdzekļu iedarbību uz robotu konstrukcijas elementiem un elektronikas komponentēm. Projekta ietvaros izstrādāta arī eksperimentālās siltumnīcas klimata un apgaismojuma kontroles un regulēšanas shēma, kā arī programmatūra robotu lokalizēšanai, izmantojot pie griestiem piestiprinātas kameras un marķierus. Roboti tiek atpazīti, izmantojot īpašus grafiskus marķējumus.
Roboti siltumnīcā lieti noderētu precīzai laistīšanai, smidzināšanai, kā arī ražas novākšanai.
Siltumnīcu robotus A. Ņikitenko salīdzina ar robotiem putekļsūcējiem, kas strādā autonomā režīmā un cilvēks pēc tam reizi nedēļā vai mēnesī telpu ar mitru lupatu uzmazgā. “Tieši tāpat siltumnīcā: robots braukā visu dienu, cilvēks siltumnīcai iziet cauri vai nu vienreiz dienā, vai vienreiz nedēļā, paskatās, vai viss ir tā, kā robots ziņojis.”
Robotu pielietojums siltumnīcā ir daudzveidīgs, piemēram, ir tā saucamie runājošie augi (talking plant). Tie ir augi, kas aprīkoti ar sensoriem vai tiem blakus ir sensori, kas informē par auga labsajūtu – vai pietiekamā daudzumā ir mitrums, barības vielas, vai nav kāda infekcija. Robots pirmkārt var būt kā datu savācējs vai daļa no runājošā auga infrastruktūras, proti, tas piebrauc pie auga un vizuāli novērtē to, lai savlaicīgi atklātu slimības vai kaitēkļus. Roboti izmantojami arī ražas novākšanai. Tiesa, visērtāk būtu novākt sarkanos dārzaugļus – zemenes un tomātus, jo tiem pēc krāsas viegli identificēt gatavības pakāpi.
Roboti pļaušanai un kulšanai
Paralēli darbam pie siltumnīcu robotu tehnoloģijām Latvijas zinātnieki jau saņēmuši divus patentus, kas saistīti ar alternatīviem robotizētu platformu pielietojumiem lauksaimniecībā.
RTU zinātnieku izstrādātais astoņu riteņu robotizētas platformas prototips spēj pārvarēt lielus un sarežģītus šķēršļus, lielākus nekā pats, turklāt robots konstruēts tā, ka katra puse vienlaikus var pārvarēt dažādus šķēršļus. Šo platformu var piemērot dažādu lauksaimniecības darbu veikšanai, piemēram, lopbarības ražošanai – zāles pļaušanai, smalcināšanai, presēšanai, uz tās novietojot atbilstošus agregātus, kas no jauna nav jāizgudro.
Platformai ir četri kustīgi riteņu pāri. Tā ir stabila, jo ar kustīgajiem riteņu balstiem it kā apņem šķērsli un tādējādi saglabā līdzsvaru. Tas iespējams, pateicoties īpašai atsperu un šasiju sistēmai, kas nupat patentētas. Atsperes piestiprinātas pie riteņu pāru balstiem, un tās priekšējos riteņus spiež pie pārvietošanās virsmas šķēršļu pārvarēšanas laikā. “Atšķirībā no tradicionālās kāpurķēžu mašīnas, kas karātos gaisā virs šķēršļa, mūsu platformas šasija piekļaujas objektam. Visu laiku ir saķere ar virsmu,” stāsta viens no robotizētās platformas izstrādātājiem A. Ņikitenko. Izrādās, jo robots labāk spēj pārvarēt šķēršļus, jo tam mazāk jāpārplāno savs maršruts un līdz ar to mazinās nedrošas informācijas izmantošanas risks.
Šobrīd RTU tiek turpināts darbs jau pie ceturtās platformas versijas, uzlabojot tās vadāmības īpašības. Zinātnieku mērķis ir, lai robots pilnībā varētu darboties autonomi. “Pagaidām mašīna var strādāt ar daļēju cilvēka iejaukšanos, proti, platforma ir radiovadāma. Bet tas nav tas, ko vēlamies. Mēs gribam, lai braucot tā plāno maršrutu un pieņem lēmumus pati,” piebilst inženieris A. Ņikitenko.
Pirms roboti sāks mūsu zemnieku vietā pļaut zāli un kult graudus, gan vēl mazliet jāpagaida. Jo vispirms zinātniekiem jātiek galā ar saules gaismas radītiem izaicinājumiem. Robots “jāiemāca” arī atšķirt pārāk slapjas vietas uz lauka, kurās tas var noslīkt. Pasaulē ir zināmi risinājumi, kuros izmanto 3D lāzerus, taču tie izmantošanai militārajā jomā, kur nu vēl lauksaimniecībā, ir pārāk dārgi. “Viens tāds lāzers ir neliela traktora cenā. Un tādus vajag kādus četrus piecus. Nu kurš lauksaimnieks varētu sev atļauties tādu traktoru?” RTU docents uzsver, ka investīcijām robotā ir jābūt samērīgām.
Darbs turpināsies
Interesi par Latvijas zinātnieku izstrādātajām robotu tehnoloģijām izrādījuši gan ārvalstu kolēģi, gan uzņēmēji, tāpēc ir pilnīgi iespējams, ka tā nepaliks tikai programmatūru līmenī. “Mēs gribam to attīstīt līdz pilnvērtīgai siltumnīcai,” piebilst A. Ņikitenko. Latvijas pētnieku stiprā puse ir robotu vadība un daudzaģentu intelektuālo sistēmu programmatūras izstrāde, kamēr, piemēram, Vācijas zinātnieki ir spēcīgāki lauksaimniecības automatizācijā un robotu rūpniecībā.
Par pētījumiem nolasīts referāts WSEAS 11. starptautiskajā konferencē par signālu apstrādi, robotiku un automatizāciju, sagatavotas vairākas zinātniskās publikācijas. Pētījumi robotikā ir jauna un perspektīva joma ne tikai Latvijā, bet arī citur pasaulē, tāpēc darāmā vēl daudz. RTU zinātnieki gatavo pieteikumus jauniem ES projektu uzsaukumiem.
