机器人“触摸”叶子识别植物

机器人“触摸”叶子识别植物

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澎湃

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中国研究人员开发出一种新型植物识别机器人，通过电极“触摸”植物叶子来识别不同物种和生长阶段。这种机器人不仅能够测量表面纹理和含水量等视觉方法难以捕捉的特性，还具有高达97.7%的平均识别准确率。

该论文通讯作者、山东第一医科大学（山东省医学科学院）副教授宋忠乾表示，研究团队的目标是让更多的农民和农业研究人员能够使用这种机器人来监测作物的健康和生长情况，并根据需要给作物施用水和肥料，以及控制害虫。

他说：“该机器人可以彻底改变作物管理和生态系统研究，并使早期疾病检测成为可能，这对植物健康和粮食安全至关重要。”

现有的植物监测设备主要依赖视觉方法，容易受到光照条件、天气变化等因素的影响。为了解决这些问题，宋忠乾团队开发了一种受人类皮肤启发的机器人，其各结构以分层方式协同工作，通过触摸获取信息。当机器人的电极与叶子接触时，设备可以测量多个关键参数：在给定电压下储存的电荷量、电流通过叶子的阻力，以及接触力。

研究人员使用机器学习算法对这些数据进行处理，实现对植物的精准分类。每个测量值都与特定的植物物种和生长阶段相对应。

尽管这种机器人在精准农业、生态研究和植物病害检测等领域展现出巨大潜力，但仍面临一些挑战。例如，目前的设备还不能有效识别具有复杂结构的植物类型，如带有毛刺或针状叶子的植物。不过，宋忠乾表示，这些问题有望通过改进机器人电极设计来解决。

宋忠乾还指出，从技术研发到大规模生产和部署可能需要相对较长的时间，这取决于技术和市场的整体发展。

下一步，研究团队计划从更广泛的植物物种中收集数据，扩充用于训练算法的数据库，以帮助机器人识别更多种类的植物。同时，研究人员还希望进一步整合设备的传感器，实现即便没有外部电源也能实时显示结果的功能。

本文原文来自Cell Press科学新闻