Московские школьники придумали робота – сборщика испанских слизней
Десятиклассники столичной школы №2120 создали прототип робота, который находит и собирает испанских слизней, представляющих угрозу для сельского хозяйства страны. Инновационное устройство с системой компьютерного зрения для автоматизированного сбора вредителей – экологическая альтернатива химическим и ручным методам борьбы с этой быстро растущей популяцией. Проект был отмечен призовым местом в секции «Интеллектуальные робототехнические системы, беспилотные наземные и водные аппараты» научно-практической конференции «Инженеры будущего».
Проблема испанского слизня, а его массовые нашествия, по данным Россельхознадзора, снижают урожай овощных и ягодных культур на 30%, затронула не только поля, но сады и огороды, а также приусадебные участки семей учеников 10 инженерного класса школы №2120 Ивана Скворцова и Арсения Пирогова. Юные инженеры решили разработать высокотехнологичное устройство, чтобы автоматизировать сбор слизней и уменьшить использование химии в хозяйстве.
Кстати, моллюск откладывает до 450 яиц за сезон, и его численность быстро растёт, а у этих наземных брюхоногих из-за густой слизи и желеобразной текстуры тела в природе нет врагов, на них не охотятся ни птицы, ни ежи, ни змеи.
На данный момент существует три способа борьбы: ручной сбор, химические средства и соль, которую в качестве барьера насыпают вокруг растений, чтобы она вызывала обезвоживание моллюска, но пестициды и соль вредят почве и самим насаждениям, а сбор и уничтожение слизней руками трудозатратно.
Десятиклассники придумали еще один способ: робота-сборщика испанских слизней. Устройство состоит их двух фаз: автономное передвижение с анализом территории и захват обнаруженной цели. Под руководством учителя информатики школы №2120 Романа Перепечаева ребята написали программный код. После запуска системы робот начинает движение по территории с помощью энкодерных моторов, управляемых с помощью Mega Pi, непрерывно сканирует пространство камерой c помощью обученной нейросети. Ультразвуковой датчик помогает обходить препятствия. При обнаружении слизня у робота активизируется вакуумная система захвата, он вычисляет координаты слизня в кадре, начинает позиционирование над слизнем путем перемещения по вертикали и горизонтали и всасывает вредителя в накопительный контейнер. В бот в Телеграм отправляется отчет о пойманных врагах полей и огородов, а также сигнал о наполненности контейнера. Кстати, корпус емкости для сбора моллюсков ребята напечатали на 3D-принтере на школьном ИТ-полигоне
Отметим, что юные инженеры уже провели первые испытания. Робот стабильно обнаруживал – правда, не самого слизня, а муляж, точнее силиконовую рыболовную наживку, и после распознавания переходил к действию. Во время испытаний фиксировалась точность обнаружения около 80%.
«Десятиклассники создали по-настоящему уникальный проект, который решает проблему дестабилизации естественного природного баланса Московского региона. Ребята творчески подошли к решению поставленной задачи: провели анализ ситуации, использовали элементы конструирования, программирования, 3D-моделирования и в достаточно короткие сроки реализовали концепцию. Для возможной коммерциализации проекта необходимо, чтобы его всесторонне изучили эксперты – биологи и экологи. Это сложная и комплексная работа, но команда школьников уже сделала первый интересный и творческий шаг к инженерной защите окружающей нас среды», - отметил научный руководитель проекта, и. о. заведующего кафедрой «Горного оборудования, транспорта и машиностроения» НИТУ МИСИС Василий Зотов.
В следующем учебном году школьники планируют усовершенствовать свое изобретение. Улучшить компьютерное зрение и алгоритмы распознавания, систему движения и позиционирования для более точного подъезда к цели, оснастить робота подсветкой для работы в ночное время, когда слизни наиболее активны, заменить питание вакуумного всасывателя с сети 220В на мощный аккумулятор для работы в полевых условиях.