АЛРВС - 2
Автономный лазерный робот выжигатель сорняков
Команда проекта
  • Всеволод Серебряков
    3D-моделлер
  • Мария Лагун
    Embedded-программист
  • Артём Павлов
    Программист нейронных сетей
  • Егор Драганский
    Конструктор-разработчик

  • Снежанна Бортникова

    Специалист по маркетингу
  • Станислав Викторович Вершинин
    руководитель проекта

Проблематика проекта

Сорняки являются нежелательными растениями, которые мешают нормальному росту и развитию полезных культурных растений. Они конкурируют с озеленением и огородом за питательные вещества, воду и свет. Кроме того, сорняки могут также быть источником заболеваний и вредителей, которые могут причинить ущерб посевам.


Однако, многие традиционные методы борьбы с сорняками, такие как использование химических гербицидов, могут негативно сказываться на почвенной экосистеме. Химические препараты могут загрязнять почву, загрязнить поверхностные и грунтовые воды, а также негативно влиять на микроорганизмы и обитателей почвы.


Как справиться с сорняками без отрицательного воздействия на почву.

Обоснование значимости проекта

Самый главный враг в сельском хозяйстве - это сорняки. Даже при колоссальных затратах сил и времени, избавиться от них никак не удается. Прополка сорняков – это непростое занятие, которое истощает не только физически, но и морально. Этот процесс бесконечен и часто безнадежен. Можно полностью освободить грядки от сорных трав, но через пару недель на них опять будут красоваться новые всходы. Гербициды (химические вещества) оказывают негативное воздействие на почву.

С помощью лазерной технологии и искусственного интеллекта Автономный Лазерный Робот-Выжигатель Сорняков-2 может точно и эффективно распознавать, и уничтожать сорняки, не нанося вреда культурным растениям. Это, в свою очередь, повышает урожайность, сокращает затраты на ручной труд и улучшает качество почвы за счет снижения использования химических гербицидов.

LadyBird
Сиднейский университет, Австралия
Автономный робот для прополки грядок и уборки сорняков. Поддерживаются автономный режим, ручной режим, а также "следование", в этом режиме робот может, например, везти за человеком какие-то грузы. Колесную платформу приводит в движение четыре электродвигателя мощностью 110 Вт, питание робот получает от аккумуляторной батареи.
RootWave
Объединенное Королевство
Компания RootWave, Объединенное Королевство, представила тракторный робоприцеп eWeeder. Электрическая прополочная система предназначена для работы в садах и виноградниках.
Система использует гидравлические манипуляторы и убивает сорняки электрическими разрядами.
FramDroid FD-20
Дания
Агроботы FramDroid осваивают Ирландию. Ирландские фермеры осваивают датского автономного прополочно-посевного агробота FD-20. Первые подобные системы вышли на рынок в 2019 году — с тех пор разработчики развернули по меньшей мере 400 комплексов в 12 странах.

Цель: разработка предсерийного образца Автономного Лазерного Робота-Выжигателя Сорняков-2 с использованием лазерной технологии и искусственного интеллекта для уничтожения сорняков


Задачи:

  • изучить существующие устройства для уничтожения сорняков
  • создать прототип Автономный Лазерный Робот-Выжигатель Сорняков-2
  • обучить нейросеть управлению и обработке информации
  • провести испытания для оценки его производительности и точности работы

Потенциальные заказчики и

стейкхолдеры проекта

  • Сельскохозяйственные предприятия
    - они заинтересованы в повышении урожайности и эффективности производства, поэтому могут заказать такой робот для обработки полей от сорняков.
  • Государственные организации, занимающиеся сельским хозяйством
    - такие организации могут быть заинтересованы в применении инновационных технологий для развития аграрного сектора и могут сделать заказ на разработку робота.
  • Производители сельскохозяйственной техники
    - эти компании могут заинтересоваться в интеграции автономного робота-выжигателя сорняков в свои существующие агрегаты и заказать его разработку.
  • Фермеры
    - они могут быть заинтересованы в использовании автономного робота для повышения производительности своих полей и снижения затрат на поддержание их в чистоте от сорняков.
Этапы работы
Подготовительный этап
Изучить проблему и способы борьбы с сорняками.
Практический этап
Был создан концепт, отобрано и закуплено необходимое оборудование (платы, сервоприводы, лазер, цифровые ИК датчики). Создана 3D модель, распечатан корпус. Запрограммировано оборудование, собран прототип.
Аналитический этап
Проверка робота на живых растениях и проведение анализа
Результаты проекта
  • Количественные
    • Предсерийный образец автономного робота-выжигателя сорняков (1 шт.)
    • Система управления для предсерийного образца робота-выжигателя с использованием искусственного интеллекта (1 шт.)
  • Качественные
    • повышение эффективности борьбы с сорняками на аграрных территориях за счет использования Автономного Лазерного Робота-Выжигателя Сорняков-2;
    • улучшение качества обработки почвы и снижение затрат на ручной труд благодаря использованию робота;
    • сокращение использования химических средств для уничтожения сорняков за счет применения лазерной технологии;
    • повышение урожайности сельскохозяйственных культур благодаря улучшению условий произрастания и эффективному уничтожению сорняков;
    • внедрение современных технологий искусственного интеллекта в сельскохозяйственное производство для оптимизации процессов и принятия решений на основе анализа данных..
Экономика проекта
Себестоимость робота:
49 400 рублей
  • Лазер 10000
  • Ардуино 400х2
  • Плата расширения 400х2
  • Блок питания 1750 рублей
  • Сервоприводы: 2200х4
  • Моторчик для ардуино 150х2
  • Провода 250
  • Пластик 1200х2
  • Гайки, шурупы, болты 500
  • Мелкая электроника (кнопки и т.д.) 300
  • Вебкамера 1500
  • Электричество 22000

Результаты с фотографиями проекта

  • Обнаруживает сорняки с помощью искусственного интеллекта
  • Уничтожает сорняки ультрафиолетовым лазерным излучением
  • Автономно передвигается по поверхностям
ПОДРОБНЕЕ

Перспективы бизнес - модели проекта

  • 1
    Исследование потребностей сельскохозяйственных предприятий и анализ существующих решений в области удаления сорняков.

  • 2
    Разработка концепции и проектирование Автономного Лазерного Робота-Выжигателя Сорняков-2 с учетом требований и потребностей сельскохозяйственных предприятий.
  • 3
    Разработка и создание прототипа робота с установленной лазерной системой и интегрированным искусственным интеллектом.
  • 4
    Тестирование прототипа на различных типах посевов и в различных условиях работы.
  • 5
    Оптимизация работы Автономного Лазерного Робота-Выжигателя Сорняков-2 на основе результатов тестирования и обратной связи от сельскохозяйственных предприятий.
  • 6
    Выпуск предсерийной партии Автономных Лазерных Роботов-Выжигателей Сорняков-2 для реализации на рынке сельскохозяйственной техники.
  • 7
    Проведение пилотных испытаний и анализ их результатов для дальнейшего совершенствования проекта.
Преимущества нашего проекта
Экологичность
Пары при горении являются экологически чистыми, поэтому никак не вредят литосфере, гидросфере и атмосфере, поэтому наш прототип является актуальным.
Время
Благодаря лазерной прополке можно сильно экономить время и силы урожай, в отличии от ручной работы.
Финансы
Благодаря экономии воды, пестицидов и удобрения робот окупиться через 3-4 года.
Без вреда
Кроме того, лазерная прополка создает устойчивые пути к регенеративному и органическому земледелию.
Если вам понадобятся дополнительные сведения или вы хотите обсудить проект,
мы доступны по следующим контактам:

+7 (883361) 3-11-15
kvantorium43@mail.ru
Детский технопарк "Кванториум"
Кировская область, город Кирово-Чепецк, проезд Лермонтова, 3А