Ученые создали сенсор для определения растений, вдохновившись кожей человека

Группа китайских ученых под руководством Минци Чена и Чжунцянь Суна разработала ионтронную тактильную сенсорную систему для определения видов растений и классификации стадий их роста. При помощи сенсоров на основе электродов из золота роботы смогут идентифицировать растения, прикасаясь к ним.

Позавчера они опубликовали свою работу в научном журнале Cell Press, где представили ионно-электронный интерфейс для идентификации различных видов и стадий роста растений. С помощью него измеряются такие свойства листьев растений, как текстура, твёрдость и содержание воды.

В сочетании с алгоритмом машинного обучения была создана интеллектуальная тактильная сенсорная система для классификации растений и стадий их роста. Она демонстрирует возможности машинного обучения в сочетании с тактильными и ионными датчиками для точного земледелия, экологических исследований и выявления болезней растений.

Для прикосновения к растениям используются электроды из золота на полиэтилентерефталате в сочетании с пьезорезистивным слоем, вместе они образуют датчик для количественной оценки силы контакта в процессе прикосновения. Нижний электрод может напрямую контактировать с листьями для определения микроструктуры и состояния поверхности.

Тактильное восприятие является ценным дополнением к роботизированным системам, поскольку позволяет им по-другому воспринимать окружающую среду. В процессе захвата ионтонная информация собирается и обрабатывается с помощью алгоритма машинного обучения. При этом средняя точность распознавания 10 видов листьев растений достигает 97,7%.

Ожидается, что в сочетании с другими инвазивными устройствами, такими как датчики с микроиглами, можно будет получать больше биологической информации для конкретных задач, таких как идентификация листьев, раннее предупреждение и диагностика вредителей и болезней, питание растений и контроль их состояния.

Разработку ученых поддержал ряд научных учреждений Китая. Понятно, что проект направлен в будущее, но при этом сложно представить, каких результатов можно будет ожидать от роботизированных устройств на основе искусственного интеллекта, оснащенных подобными сенсорными системами. Сами ученые настроены довольно оптимистично:

Ученые отметили, что робот демонстрирует «широкие и неожиданные» возможности применения в самых разных областях, но у него есть несколько недостатков, которые ещё предстоит устранить. Например, устройство ещё недостаточно универсально, чтобы безошибочно определять виды растений со сложной поверхностью, такой как ворсинки и иглы.

В качестве следующего шага исследователи планируют расширить количество растений, которые робот может распознавать, собирая данные о разнообразии видов и пополняя базу данных, которую они используют для алгоритмов обучения. Также они надеются в дальнейшем интегрировать датчик устройства, чтобы он мог отображать результаты в режиме реального времени даже без внешнего источника питания.