Ученые предложили систему сбора ягод с распределением обязанностей между роботами
Ежегодный всплеск спроса на ягоды скрывает серьезную экономическую проблему. Высокая стоимость рабочей силы напрямую влияет на розничные цены. Только в 2025 году для уборки урожая потребовалось около 50 тысяч сезонных сотрудников, так как аграрный сектор остается одной из немногих отраслей с преобладанием ручного труда. Причина в хрупкости ягод и том, что спелые плоды скрыты под зеленью. Современные решения имеют недостатки: дроны не видят их под листвой и имеют малую грузоподъемность, а роботы действуют нескоординированно, пропуская участки из-за отсутствия общего плана. Решение предложили ученые Пермского Политеха. Они разрабатывают систему для автоматизированного сбора ягод на больших сельскохозяйственных территориях с использованием группы мобильных роботов. В отличие от существующих аналогов, предлагаемый подход основан на создании не универсального устройства, а набора разных агентов-помощников, где каждый из них выполняет свою часть работы.
Сезонный всплеск спроса на ягоды, например, клубнику, чернику и морошку, наблюдается ежегодно с наступлением летнего периода. Особенно высока популярность «виктории», объемы продаж которой исчисляются тоннами. Однако за этим видимым изобилием скрывается серьезная экономическая проблема: высокая стоимость ручного труда, напрямую влияющая на розничные цены, делая сельскохозяйственные культуры менее доступными для потребителей.
Согласно данным Минсельхоза, только в 2025 году для уборки урожая в России потребовалось привлечь около 50 тысяч сезонных рабочих. Эта цифра наглядно демонстрирует, что даже в эпоху повсеместной автоматизации аграрный сектор остается одной из немногих отраслей, все еще основанной на ручном труде.
Причина в биологических особенностях ягод. Они хрупкие, легко мнутся и повреждаются при механическом воздействии. Дополнительную сложность создает то, что спелые плоды часто скрыты под листвой, оставаясь недоступными для большинства видов техники.
К тому же, современные технические решения несовершенны. Дроны не подходят из-за короткого времени работы, малой грузоподъемности и неспособности находить плоды под листьями. Доступные модели роботов функционируют нескоординированно: каждый действует самостоятельно на основе данных только своих датчиков. Это приводит к низкой эффективности, так как они повторно обрабатывают одни и те же участки и пропускают другие, не обмениваясь информацией.
Решение предложили ученые Пермского Политеха. Они разрабатывают систему для автоматизированного сбора ягод на больших сельскохозяйственных территориях с использованием группы мобильных роботов. В отличие от существующих аналогов, предлагаемый подход основан на создании не универсального робота, а набора разных агентов-помощников, где каждый из них выполняет свою часть работы. Статья опубликована в сборнике «Инновационные технологии: теория, инструменты, практика».
— Создание одного устройства, способного одновременно искать, собирать и транспортировать ягоды, технически сложно и экономически нецелесообразно. Такие роботы, как правило, получаются слишком тяжелыми, начинают утрамбовывать почву и топтать грядки, тратят много энергии на развороты и могут подолгу задерживаться на одном месте в поисках плодов. Наш подход предполагает распределение функций между тремя типами автоматизированных помощников: компактные разведчики обнаруживают спелые ягоды и строят карту местности, механизмы-манипуляторы аккуратно собирают урожай, а агенты-бункеры обеспечивают транспортировку. Это позволяет параллельно выполнять все операции и значительно увеличивает общую производительность системы, — объясняет Антон Посягин, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Для фермерских ягодных полей стандартного размера от одного до пяти гектаров (5 гектаров — это примерно семь футбольных полей) ученые оценили необходимое число роботов: от пяти до шести разведчиков, от двух до трех сборщиков и от одного до двух транспортировщиков. Такой состав обеспечивает полное покрытие территории и непрерывность рабочего процесса, а, кроме того, позволяет менять это количество в зависимости от сезона, чтобы, например, снизить общее энергопотребление системы.
Однако для слаженной работы робототехники на больших полях требуется надежная коммуникация. Поэтому ученые выбрали радиосвязь, так как она обеспечивает достаточную дальность и стабильность соединения. К тому же, это решение определило принцип всей работы системы.
Ее основой стала централизованная платформа управления, где координация осуществляется из единого центра, а автоматизированные помощники выполняют заданные команды. Вместо того чтобы наделять каждого робота автономностью (когда каждый сам принимает решение, куда ехать и что делать), ученые разработали эффективный порядок обмена данными. При таком подходе управляющий компьютер координирует действия всех устройств, получая от них краткие отчеты об обстановке и выдавая конкретные команды для дальнейших операций.
— Для организации связи исследователи разработали алгоритм работы по принципу рации с поочередной передачей данных. Компьютер отправляет агенту короткий запрос и переключается на прием. Робот передает сжатый отчет об обстановке (например, «слева препятствие, справа свободно») и ожидает ответа. Обработав информацию, компьютер отправляет конкретную команду для дальнейших действий, — рассказал Антон Посягин, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Такой последовательный обмен сообщениями позволяет поддерживать стабильную связь со всеми роботами одновременно, без помех и потери данных, даже когда в поле работает целая группа аппаратов.
Чтобы проверить надежность этой системы связи на практике, ученые сначала собрали экспериментальную установку из трех тестовых образцов. Именно на этом этапе «мозг» системы — управляющий компьютер — впервые начал работать с реальными аппаратами. Он получал от них данные и отрабатывал свою главную задачу: в реальном времени строил общую карту местности, распределял зоны между устройствами, планировал маршруты и координировал действия всей группы, чтобы они не мешали друг другу. На них отработали три ключевых сценария: как система работает при поломке одного робота, как разные алгоритмы планирования маршрутов справляются с полями разной формы, и как несколько роботов взаимодействуют, не мешая друг другу.
Результаты испытаний подтвердили преимущества централизованной системы — устройства демонстрировали более высокую эффективность по сравнению с децентрализованными аналогами: обеспечивали полный охват территории без дублирования маршрутов и сохраняли работоспособность при выходе из строя любого агента, тогда как альтернативные системы показывали хаотичное движение и низкую производительность.
Положительные результаты тестирования макета позволили перейти к сборке полнофункционального прототипа. На сегодняшний день ученые уже создали работающего робота-разведчика — компактное устройство размером 40 сантиметров с гусеничным механизмом для повышенной проходимости по неровной сельскохозяйственной местности. Данный аппарат также оснащен инфракрасными датчиками для обнаружения препятствий и магнитными энкодерами (устройства, преобразующие механическое вращение в точные цифровые данные о положении и скорости) для точного определения пройденного пути.
— Сейчас мы работаем над оснащением прототипа системой компьютерного зрения для распознавания спелых ягод, а также над созданием отдельных манипуляторов (с гибким захватным устройством) для аккуратного сбора и агентов-бункеров (с емкостью) для транспортировки, — поделился Антон Посягин.
Данная технология открывает путь к полной автоматизации одного из самых трудоемких процессов в сельском хозяйстве, что в перспективе позволит увеличить объемы урожая и снизить его себестоимость для потребителей.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Психопатия — пугающее расстройство личности, оно ассоциируется с безжалостностью, жестокостью, агрессией и насилием. Неудивительно, что самая большая концентрация выявленных психопатов наблюдается в тюрьмах, где каждый 25-й заключенный демонстрирует высокий уровень психопатии. Помимо социальных проблем, эта болезнь наносит обществу материальный ущерб, достигающий сотен миллиардов долларов в год.
Во времена Екатерины II один из немецких колонистов в России мутировал, из-за чего все его потомки получали раннюю болезнь Альцгеймера. Теперь среди них появился первый, кого она не тронула, — по мнению ученых, благодаря жаре, которой он должен был подвергаться на работе.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно