Лазерный мир

Новый метод борьбы с сорняками с помощью лазера. Борьба с сорняками обычно включает использование агрессивных химикатов или чрезмерный ручной труд. Однако лазеры могут оказаться новым инструментом в борьбе с этим бедствием.

Сорняки создают всевозможные проблемы для сельскохозяйственных работ. Они лишают почву драгоценной влаги и питательных веществ и могут помешать правильному росту самих культур. В тяжелых случаях они могут загрязнять продовольственные культуры, что делает их небезопасными для употребления в пищу человеком. Для борьбы с сорняками фермеры обычно используют гигантские опрыскиватели для регулярной обработки полей гербицидами, как перед посевом, так и во время фазы роста урожая. Они могут варьироваться от небольших устройств, устанавливаемых на рюкзаке, до гигантских самоходных машин со штангами шириной 50 метров, которые могут распылять 10 000 литров средств против сорняков за один день.

Недавние разработки в области уничтожения сорняков включают использование систем камер, чтобы отличать сельскохозяйственные культуры от сорняков в поле. Используются различные методы, от получения изображений с помощью мультиспектральных камер до использования систем искусственного интеллекта. Обычные опрыскиватели могут быть оснащены специальными управляемыми форсунками, которые наносят гербициды непосредственно на сорняки. Это экономит огромное количество химикатов по сравнению с опрыскиванием целых полей без разбора. Эта же технология может помочь полностью устранить потребность в гербицидах.

На сорняки, обнаруженные системой камер, можно нацеливаться с помощью мощных лазеров вместо использования химических веществ для их уничтожения. Одна из таких систем была разработана компанией Carbon Robotics и известна как LaserWeeder. Буксируемый за трактором, LaserWeeder способен уничтожать до 200 000 сорняков в час, используя группу из тридцати углекислотных лазеров мощностью 150 Вт, работающих на длине волны 10,6 мкм в инфракрасном диапазоне. Двенадцать камер с высоким разрешением используются для съемки поверхности почвы, выявления сорняков для уничтожения.

Для работы системы требуется мощность 60 кВт, которая поступает от генератора, приводимого в действие валом отбора мощности трактора. Устройство может работать на 20-футовой ширине и регулируется в соответствии с расстоянием между рядами сельскохозяйственных культур. Это простая идея, которая, тем не менее, требует большой технологической сложности для реализации. Лазерная система должна быть с точностью до миллиметра, чтобы поражать сорняки в нужном месте на меристеме и обеспечивать успешное уничтожение. Однако результаты того стоят. Лазерная прополка избавляет от необходимости использовать дорогостоящие химикаты на всем поле. Вместо этого лазер мгновенно уничтожает набухшие сорняки, а их остатки просто разрушаются в почве.

Это также устраняет проблему сноса распыления, когда гербицид уносится ветром от целевой культуры. В качестве бонуса LaserWeeder также может прореживать культуры , которые были пересеяны, помогая повысить урожайность во время сбора урожая. Лазерная прополка, наряду со всеми целевыми решениями для прополки, может столкнуться с новыми препятствиями в будущем. Эволюция еще может поднять свою уродливую голову. Исторически сложилось так, что некоторые виды сорняков выработали устойчивость к различным распространенным гербицидам, что значительно усложнило борьбу с ними. То же самое может случиться и здесь. Системы распознавания изображений ИИ полагаются на уникальные визуальные характеристики, чтобы определить, является ли растение желаемой культурой или ненавистным сорняком. Таким образом, такая система могла создать эволюционное давление на сорняки в поле. Это может помочь размножаться вредным сорнякам, которые начнут визуально подражать окружающим культурам для собственного выживания. У технологии есть один существенный недостаток: скорость.

При ширине всего 20 футов и скорости 1 миля в час LaserWeeder покрывает всего 2 акра в час. Для сравнения, при использовании больших самоходных опрыскивателей в поле возможна производительность до 200 акров в час. Стоит отметить, что эта цифра может быть уменьшена вдвое, если учесть время, необходимое для пополнения бака для химикатов, но это все еще огромный аргумент в пользу традиционного распыления. Со временем компания надеется выпустить автономный LaserWeeder, который решит эту проблему, но это еще далеко не все.

В настоящее время компания сосредоточилась на продажах в США и Канаде и протестировала оборудование LaserWeeder на различных культурах, включая картофель, лук и чеснок. Система распознавания изображений AI настроена на работу с более чем 40 культурами. Расширение на европейские рынки входит в планы компании. На данный момент лазерная прополка — это зарождающаяся область, которая еще может изменить сельское хозяйство во всем мире.

Немногие фермеры наслаждаются днями, потраченными на смешивание химикатов и присмотр за своими опрыскивателями в поле, и при этом они не получают удовольствия от затрат. Многие приветствовали бы бесконтактный метод борьбы с сорняками с меньшим количеством расходных материалов. Ожидайте, что в ближайшие годы практика лазерной прополки взорвется, если она окажется такой же успешной, как надеются ее создатели.

Источник:  https://android-robot.com/metod-borby-s-sornyakami-s-pomoshhyu-lazera/