作为昆虫种群减少的后备,机器人传粉器被开发出来

西弗吉尼亚大学(WVU)的研究人员开发了一种机器人传粉器,可以有效地照顾单个作物,提高昆虫减少期间的粮食安全等等。

通过西弗吉尼亚大学 2021年11月23日
礼貌:西弗吉尼亚大学

蜜蜂等自然传粉媒介的短缺正威胁着全球粮食生产,使日益增长的人口难以养活。研究人员西弗吉尼亚大学(WVU)提出了一个B计划,通过创造一个机器人传粉者来应对传粉媒介的减少。

于顾,副教授机械与航天工程系它是一种六只手臂的机器人,可以在温室环境中帮助人类为各种作物授粉。

顾向国家机器人计划提交的机器人授粉提案获得了美国农业部75万美元的资助。加入顾的项目是杰森总值,机械与航空航天工程研究副教授兼副主席妮可·沃特兰,副教授园艺也是受控环境的主管。

“它(StickBug)会绘制出环境地图,一旦机器人对环境有了大致的了解,它就会绘制出更详细的植物地图,并知道花在哪里,哪些花需要授粉,”Gu说。“它会制定一个行动计划。然后,它会靠近每一株植物,开始摆动它的六条手臂,开始授粉。”

据顾说,这六个手臂主要是为了提高机器人的效率和效能。例如,一些花可能放在难以够到的地方,机器人可能需要使用两只手臂。一只手抓树枝,另一只手给花授粉。

机器人的传粉者

礼貌:西弗吉尼亚大学

机器人负责耗时的花朵检查、绘图、授粉和发育跟踪等任务。这使得种植者可以自由地专注于其他温室任务,如种植、灌溉和虫害防治。

格罗斯说:“最终产品的重点是试图降低进入门槛,使其更加实用,这样种植者就会想在他们的温室操作中采用机器人技术。”

该机器人的长期目标是有效地照顾单个作物,在昆虫减少期间提高粮食安全,支持室内农业,并提供昆虫无法提供的服务,如收集作物数据。

对粘虫的传粉效果进行评价WVU埃文斯代尔温室使用两种作物:黑莓和西红柿。选择这些作物是因为这两种作物在美国都很受欢迎,并且具有经济价值。

“西红柿可能是这个国家最重要的经济作物之一,它也需要授粉的帮助,”顾说。“另一个主要原因是番茄全年都在生长。总有番茄花可以做实验。”

沃特兰说:“温室番茄一年可以生产11个月,所以对它们(传粉者)的需求是持续的。”

沃特兰德指出,番茄和黑莓作物越来越多地在高隧道和温室中生产,研究人员看到了机器人授粉系统的潜在用途。

根据美国农业部林务局的数据,大约80%的开花植物需要动物帮助授粉,没有传粉者,许多作物就无法繁殖。

顾说,在机器人传粉者的帮助下,种植者可以通过独立于传粉者的活动来规划灵活的授粉时间表,从而克服传粉者的短缺,并获得更高的利润机会。

“依赖授粉的作物比例非常高,因此可以想象,未来可能会出现(传粉者)短缺的潜在情况,”顾说。“这可能对需要这种机器人授粉技术有一些重要性。”

格罗斯说:“农业是一个被机器人和自动化颠覆的非常成熟的领域。”“我们希望,感知、操纵以及与植物互动方面的许多挑战将更广泛地适用于许多不同的机器人农业应用。”

虽然西弗吉尼亚州主要是一个农村州,但它不是一个农业州,这意味着它进口的食物比生产的要多。顾希望这种机器人授粉技术可以支持该州更多的人拥有自己的农业企业。

格罗斯、古和沃特兰说,对于西弗吉尼亚大学来说,机器人传粉者还为学生提供了教育机会。

“西弗吉尼亚大学允许我们做前沿研究,”顾说。“(这个项目)为学生提供了一个在机器人技术方面进行实践和理论研究的机会。”

对于本科生来说,StickBug机器人设计和现场测试组件可以提供大量的研究和学习机会。

沃特兰说:“除了允许我们进行研究并将研究成果传播给同行评审的出版物外,我们还将资助研究生和本科生。”“我们将利用这个项目的拨款来教育下一代的教师和研究人员。这将加强这些大学毕业生的发展。”

Gu表示,还将制定具体的计划来整合工程和熟练劳动培训领域,以便未来的培训与机器人技术的快速发展保持一致。

沃特兰说:“这个项目的伟大之处在于,它确实鼓励了这些跨学科、跨学院的合作。”“它确实为学生和研究建立了一个更大、更全面的图景。我们的最终目标是将其应用到工业中,开发出一种可用于农业学科的机器人平台。”

格罗斯说:“我们真正感到兴奋的是,这个项目非常适合作为一个赠地机构。”“我们与机器人学院、农业学院和设计学院进行了第二轮合作。我们可以利用西弗吉尼亚大学最先进的机器人研究温室。这些都是我认为在西弗吉尼亚大学非常令人兴奋的事情。”

原创内容可在wvutoday.wvu.edu