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花盆變身機器人,自行移動增加收獲量

2013年02月04日09:36    

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下圖是一株盆栽藍莓,但並不是普通花盆。盆體以六塊太陽能電池圍住側面,下方帶有輪子和全方位輪,能夠在地板上移動。而且,還安裝了用來檢測光照、溫度和水分量等花盆自身及外界情況的傳感器,具有可根據這些信息自動作出判斷的功能。

也就是說,這個花盆是一個具備檢測功能、判斷功能及移動功能的機器人。使用這種“花盆機器人”的目的是增加收獲量。那麼,從花盆機器人化和收獲量增加的關系來看,上述﹝1﹞∼﹝3﹞中的哪個選項是正確的呢?

這種機器人由東京農工大學研究生院副教授水內郁夫的小組制作,名字叫做“Plantroid”。通過移動至朝陽處或背陰處來調節光照和溫度,可使光合作用效率保持在較高的狀態,從而增加收獲量。

多個Plantroid的動作模擬結果顯示,即便在光照有限的植物工廠內,Plantroid也能輪流移動到朝陽的地方,從而在整體上保持良好狀態(下圖)。如果溫度下降,就移動至朝陽處,溫度過高的話,就離開朝陽處。各個Plantroid會根據“位能”(Potential)來確定移動方向,比如“朝陽處具有吸引力”、“沒有其他Plantroid的地方具有吸引力”。也就是說,會向更具吸引力的地方移動(上圖)。

東京農工大學長期從事藍莓研究,農學院內設有藍莓專用實驗植物工廠。該植物工廠擁有多個可再現四季環境的房間,通過在這些房間內移動藍莓樹(灌木),來促進其生長。如果採用Plantroid,不僅可以按照確定好的順序在各個房間之間移動,還可根據自己的狀態選擇環境最為適合的房間。

上圖也是植物工廠中的研究成果之一。在自然界中,藍莓不會同時開花和結果,但植物工廠卻能做到這一點。也就是說,藍莓可一直開花,通過連續不斷地受粉,有望一年之中都能收獲果實。Plantroid還可幫助藍莓以個體為單位進行更加細致的環境控制。

農作物在地面扎根后就不能移動了。但是,像Plantroid一樣使其具備檢測、判斷及移動能力之后,就能像動物一樣自行移動。機器人技術開始帶來超越傳統農業概念的可能性。(日經技術在線! 供稿) 

(責任編輯:值班編輯、庄紅韜)

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