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花盆变身机器人,自行移动增加收获量

2013年02月04日09:36    

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下图是一株盆栽蓝莓,但并不是普通花盆。盆体以六块太阳能电池围住侧面,下方带有轮子和全方位轮,能够在地板上移动。而且,还安装了用来检测光照、温度和水分量等花盆自身及外界情况的传感器,具有可根据这些信息自动作出判断的功能。

也就是说,这个花盆是一个具备检测功能、判断功能及移动功能的机器人。使用这种“花盆机器人”的目的是增加收获量。那么,从花盆机器人化和收获量增加的关系来看,上述[1]~[3]中的哪个选项是正确的呢?

这种机器人由东京农工大学研究生院副教授水内郁夫的小组制作,名字叫做“Plantroid”。通过移动至朝阳处或背阴处来调节光照和温度,可使光合作用效率保持在较高的状态,从而增加收获量。

多个Plantroid的动作模拟结果显示,即便在光照有限的植物工厂内,Plantroid也能轮流移动到朝阳的地方,从而在整体上保持良好状态(下图)。如果温度下降,就移动至朝阳处,温度过高的话,就离开朝阳处。各个Plantroid会根据“位能”(Potential)来确定移动方向,比如“朝阳处具有吸引力”、“没有其他Plantroid的地方具有吸引力”。也就是说,会向更具吸引力的地方移动(上图)。

东京农工大学长期从事蓝莓研究,农学院内设有蓝莓专用实验植物工厂。该植物工厂拥有多个可再现四季环境的房间,通过在这些房间内移动蓝莓树(灌木),来促进其生长。如果采用Plantroid,不仅可以按照确定好的顺序在各个房间之间移动,还可根据自己的状态选择环境最为适合的房间。

上图也是植物工厂中的研究成果之一。在自然界中,蓝莓不会同时开花和结果,但植物工厂却能做到这一点。也就是说,蓝莓可一直开花,通过连续不断地受粉,有望一年之中都能收获果实。Plantroid还可帮助蓝莓以个体为单位进行更加细致的环境控制。

农作物在地面扎根后就不能移动了。但是,像Plantroid一样使其具备检测、判断及移动能力之后,就能像动物一样自行移动。机器人技术开始带来超越传统农业概念的可能性。(日经技术在线! 供稿) 

(责任编辑:值班编辑、庄红韬)

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