多品種混植栽培における自動剪定システム
Automated Pruning of Polyculture Plants
上空カメラと学習ベースの植物表現型解析・追跡アルゴリズム、FarmBot対応の自作剪定ツールを組み合わせ、混植ガーデンで60日間の自律剪定を実現した研究。
著者: Mark Presten, Rishi Parikh, Shrey Aeron, Sandeep Mukherjee, Simeon Adebola, Satvik Sharma, Mark Theis, Walter Teitelbaum, Ken Goldberg
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Polyculture farming has environmental advantages but requires substantially more pruning than monoculture farming. We present novel hardware and algorithms for automated pruning. Using an overhead camera to collect data from a physical scale garden testbed, the autonomous system utilizes a learned Plant Phenotyping convolutional neural network and a Bounding Disk Tracking algorithm to evaluate the individual plant distribution and estimate the state of the garden each day. From this garden state, AlphaGardenSim selects plants to autonomously prune. A trained neural network detects and targets specific prune points on the plant. Two custom-designed pruning tools, compatible with a FarmBot gantry system, are experimentally evaluated and execute autonomous cuts through controlled algorithms. We present results for four 60-day garden cycles. Results suggest the system can autonomously achieve 0.94 normalized plant diversity with pruning shears while maintaining an average canopy coverage of 0.84 by the end of the cycles. For code, videos, and datasets, see https://sites.google.com/berkeley.edu/pruningpolyculture.
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