在过去的几十年里，几十种动物已经灭绝，而成千上万的其他动物现在正面临消失的危险。濒危物种包括各种传粉媒介，包括蜜蜂和某些类型的飞蛾、蝴蝶和苍蝇。
由于授粉是水果、蔬菜和种子生长的重要步骤，这些物种的灭绝可能威胁到全世界的粮食安全。因此，一些工程师一直在尝试开发可以在现实环境中轻松实现的替代授粉方法。
一个特别有希望的方法是开发授粉机器人，机器人系统可以自主地在空气中传播花粉。尽管这些机器人有可能为某些作物授粉，但它们中的许多机器人无法为所有类型的花授粉。
为了克服这一限制，西弗吉尼亚大学的研究人员一直在研究所谓的精确授粉机器人，这种机器人可以采用精心定制的策略将花粉传递到特定类型的花朵上。他们最新的精确授粉系统是一个名为Stickbug的六臂机器人，最近在arXiv上发表了一篇预先发表的论文。
Trevor Smith, Madhav Rijal和他们的合作者在他们的论文中写道:“这项工作展示了Stickbug的设计，这是一个六臂、多智能体、精确授粉的机器人，它将单智能体系统的准确性与温室中的群并行化相结合。”
“人们经常提出精密授粉机器人来抵消自然授粉者数量减少的影响，但它们往往缺乏所需的并行化和可扩展性。Stickbug通过允许每个机械臂和驱动基座作为单独的代理来实现这一目标，大大降低了规划的复杂性。”
Smith、Rijal和他们的同事开发的新型精准授粉机器人Stickbug，是建立在他们几年前推出的名为BrambleBee的机器人平台上的。虽然人们发现BrambleBee可以成功地为包括黑莓和覆盆子在内的荆棘科花卉授粉，但它只有一个操纵器，这限制了它的可扩展性，并增加了它为整个田地授粉所需的时间。
因此，该团队着手开发一种新的授粉机器人，它有几个手臂，因此可以同时为更多的花授粉。这最终导致了Stickbug的诞生，这是一个有六个机械手的机器人，可以独立完成不同的授粉任务
Smith, Rijal和他的合作者在他们的论文中写道:“Stickbug使用紧凑的完整猕猴桃驱动器来导航狭窄的温室行，一个高桅杆来支持多个操纵器并达到植物高度，一个检测模型和分类器来识别Bramble花，以及一个毛尖末端执行器来进行接触式授粉。”
研究人员在现实世界的实验中评估了他们的机器人原型，把它放在一棵人造荆棘植物前面，因为实验时没有开花。该机器人的任务是在5分钟内为尽可能多的花授粉。
Smith, Rijal和他们的同事写道:“最初的实验验证表明，粘虫每分钟可以尝试超过1.5次授粉，成功率为50%。”“此外，我们还创建了一个荆棘花感知数据集，并与Stickbug的软件和设计文件一起公开提供。”
Smith、Rijal和他们的同事开发的新型精确授粉机器人很快就会在真正的植物上进行测试，以验证其可行性。在未来，粘虫可能会被完善并引入到现实世界中，特别是在自然传粉媒介减少而收成稀缺的环境中。
研究人员写道:“未来的工作将在开花季节对活植物进行后续实验，并通过交汇(IoU)和基于花卉相关图形的测绘来提高对花卉的记忆和重新识别。”
“此外，我们计划通过集成搜索功能和花卉负载平衡来增强机械手的能力，利用裁判来生成全球花卉地图，以指导机械手前往未探索和花卉密集的地区。”
更多信息:Trevor Smith等人，粘虫设计:六臂精密授粉机器人，arXiv(2024)。DOI: 10.48550/ arXiv .2404.03489
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引用:用于精确授粉的六臂机器人(2024年4月29日)从https://techxplore.com/news/2024-04-armed-robot-precision-pollination.html检索到2024年4月29日 作品受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。的有限公司 内容仅供参考之用。
