_css_replace_0_
No023 专题:利用技术创造一个不让任何人掉队的可持续发展社会

编号023

特色:利用技术创建一个不让任何人掉队的可持续发展社会

参观实验室实验室介绍

农业通过使用 IT/机器人粮食生产和环境保护大大改善。

2020.8.21

北海道大学农学部车辆机器人实验室

北海道大学农学部车辆机器人实验室

野口教授的实验室研究可用于农业的移动机器人。近年来,解决农业耕种问题的呼声越来越高,农民和接班人不断减少,人口老龄化。解决方案是车辆机器人和信息通信技术,以更少的工人提高农业生产力。通过将信息通信技术引入农业,我们正在开发车辆技术,一次性解决农民的难题。幸运的是,卫星的探测精度有所提高,图像识别技术也有所进步。现在是在农业中使用信息通信技术来显着提高生产力的时候了。

(文/津田健二摄影/安子子宏人〈Amana〉)

第 1 部分:北海道大学农学部车辆机器人实验室教授野口新

野口新教授

寻找可用于农业的车载机器人

望远镜杂志(TM)──您在农学院从事什么类型的机器人研究?

野口 ──我的实验室叫做车辆机器人实验室。虽然这个实验室是农学院的一部分,但是它的名字和工程学院的名字很相似,我想世界上还没有其他这样的实验室。我们的目标是利用车辆或移动物体为日本和世界各地的粮食生产和环境保护做出贡献。

TM──你们正在制造什么样的车辆机器人?

野口 ──首先,我们的研究对象包括在地面上运行的地面车辆、在天上飞行的飞行器、卫星飞行器即卫星以及在海洋、湖泊等水面上移动的地面车辆。利用这些平台,我们的目标是与学生合作开发新的食品生产技术,同时保护环境。例如,典型的车载机器人包括无人拖拉机、无人联合收割机、无人插秧机等。除了使这些车辆变得无人驾驶之外,我们还在进行研究以使其变得更加智能。

我们可以在车辆上安装机械手来收割蔬菜,并使用卫星和无人机通过遥感获取对农业有用的信息。我们正在通过在农业生产中使用机器人和信息通信技术来促进环境保护。

无人地面车辆牵引车
无人地面车辆牵引车
在天空中飞行的飞行器。它使用无人机。
在天空中飞行的飞行器。它使用无人机。

利用卫星和无人机进行遥感

TM──有没有在遥感中使用图像或视频的例子?

野口 ──卫星图像捕获我们看到的 R(红色)、G(绿色)和 B(蓝色)三基色的可见光,以及人类不可见的波长,例如近红外线和毫米波。通过将地面坐标叠加在这些图像上,可以确定水稻的生长状况等。

TM──无人机也用于遥感吗?您有与其他公司合作的计划吗?

野口 ──现在是雨季,所以经常阴天,所以从卫星上看不到水稻生长的情况。为此,我们使用低空飞行的无人机来观察水稻生长情况,这对农民很有用。如今,无人机价格低廉且很受欢迎,因此现在可以使用它们,但大约 10 年前它们价格昂贵且难以承受,因此我们必须与公司合作来分析卫星图像。

TM──从 10 年前到现在,车辆机器人技术有何进展?

野口 ──卫星图像在过去 10 年中得到了很大改善。正在发射的卫星配备的系统不仅可以捕获可见光,还可以捕获高光谱光(人类不可见的各种波长)并创建图像。此外,我们还制造了可以拍摄高分辨率图像的卫星,以及具有高地面分辨率的卫星。以前,如果一个网格是30m见方,这个网格就对应一个像素,这是一个粗糙的图像。现在可以拍摄一个像素为 10 平方厘米的高分辨率图像。

直到七八年前,我们还在通过在工业直升机上安装传感器来进行研究,但现在这已经完全变成了无人机。无人机可以在低空进行感知,因此可以拍摄高分辨率图像,但由于它们距离拍摄对象很近,因此需要时间。另一方面,卫星图像适合捕捉大范围的区域。因此,通过使用卫星和无人机,可以同时获得广域覆盖和高分辨率的低空图像。

TM──在这种情况下,您需要叠加广域图像和高分辨率图像。

野口 ──是的。它精确捕获图像并将其传播到广阔的区域。卫星图像中的图像信息会根据太阳的位置和大气中水分的影响而变化。通过将其与在低空拍摄的无人机图像相结合,可以获得准确的高分辨率图像。为此我们也进行了标准化、常态化的研究。

我们为您带来《望远镜》杂志的最新信息。推特