урожай винограда

Ученые- агрономы и инженеры Корнельского университет (Cornell University) объединили свои усилия с целью разработать экономичной по цене системы, которая позволяет производителям винограда в сезон прогнозировать урожайность намного раньше и более точно, чем дорогостоящие традиционные методы.

Новый метод позволяет виноградарю использовать смартфон для записи видео с виноградных кустов, во время управления трактором или обхода виноградника. Затем виноградари могут загрузить свое видео на сервер для обработки данных. Система использует компьютерное зрение для повышения надежности оценок урожайности.

Традиционные методы оценки количества гроздей винограда часто выполняются вручную рабочими, подсчитывающими количество гроздей на кустах в каждой статистической выборке, а затем рассчитывают количество гроздей на самом винограднике. Эта стратегия трудоемкая, дорогостоящая и не очень точная, со средним уровнем ошибок подсчета гроздей -  до 24% от фактического урожая.

Новый метод снижает максимальное среднее количество ошибок почти вдвое.

«Это может по-настоящему изменить правила игры для малых и средних ферм на северо-востоке», - сказала Кирстин Петерсен (Kirstin Petersen), доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Инженерного колледжа Корнельского университета.

Петерсен является соавтором статьи «Основанное на компьютерном зрении экономичное прогнозирование количества соцветий до цветения на виноградниках», опубликованной в журнале Frontiers in Agronomy.

Когда рабочие вручную подсчитывают грозди на кусте винограда, точность во многом зависит от подсчета человека. В ходе эксперимента исследователи обнаружили, что для выборки из четырех кустов, на которых было 320 гроздей, ручной подсчет варьировал от 237 до 30 гроздей, то есть ни один из рабочих не посчитал точно.

Рабочие подсчитывают количество гроздей на небольшой части виноградника, чтобы получить среднее количество гроздей на кустах в одном ряду. Затем умножают полученное среднее значение на общее количество рядов, чтобы спрогнозировать урожайность виноградника. Когда количество гроздей подсчитывается неправильно, умножение только ухудшает неточный прогноз урожайности.

«Мы продемонстрировали, что по сравнению с нашей технологией, виноградарь должен вручную подсчитать 70% своих виноградников, чтобы получить такой же уровень уверенности в своих прогнозах урожайности», - сказала Петерсен, - «это очень трудоемко, поэтому никто этого не сделает».

Высокотехнологичные и точные счетчики-роботы действительно существуют, но они стоят более 12 000 долларов, что делает их недоступными для мелких и средних производителей. Еще один недостаток: виноград считают ближе к созреванию, в конце сезона, в сентябре или октябре. Новый метод считает грозди  с мая по июнь.

«Наличие хороших прогнозов в начале сезона дает фермерам больше времени, чтобы на основе полученной информации принимать какие-то решения по агротехнике и технологии возделывания», - сказал докторант Джонатан Харамилло (Jonathan Jaramillo). В результате этого виноградари могут заранее обеспечить рабочую силу и покупателей. Или, если они производят вино, они могут приобрести необходимое количество оборудования для его производства и упаковки. «Если не согласовать все это заранее, у производителей могут возникнуть проблемы в последнюю минуту что, в конечном итоге, снизит прибыль», - сказал Харамилло.

Теперь даже неквалифицированный рабочий может просто ездить на тракторе вверх и вниз по рядам, а смартфон, установленный на кардановом подвесе, будет снимать видео.

Пока детали публичного релиза все еще прорабатываются, исследователи этим летом проведут полевые испытания приложения. Предполагают, что это приложение будет с открытым исходным кодом, а компоненты машинного обучения будут настроены таким образом, чтобы пользователи просто загружали свое видео на сервер, который будет обрабатывать данные за них.

Еще на эту тему:

Приложение для смартфонов в помощь виноградарям
Сорняки и смартфон покажут состояние вашего виноградника
11 винных стартапов во Франции
Роботы на виноградниках
Готовы ли вы к механизации ручного труда на виноградниках?