在过去的十年里，机器人系统已经在包括农业和农耕部门在内的多个领域带来了革命性的变革。许多传统上需要手工完成的任务现在都有可能自动化，提高效率并减轻农民和其他农业工人的工作负担。

农业中可以从自动化中获益的两个方面是杂草管理和作物监测。随着对使用最少量化学物质和杀虫剂种植的有机食品的需求在过去几年里显著增加，许多农民正在寻求可行和更清洁的策略来控制杂草，消灭害虫并跟踪作物的状况。

波恩大学的研究人员开发了一个新的机器人系统，可以帮助农民更高效地管理杂草和监测作物。这个被称为BonnBot-I的系统在最近一篇发布在预印本服务器arXiv上的论文中被介绍。

“耕作和除草是农民当下的两个主要任务。” 研发这款机器人的研究人员阿里扎·阿哈迈迪（Alireza Ahmadi）、迈克尔·哈尔斯特德（Michael Halstead）和克里斯·麦库尔（Chris McCool）在他们的论文中写道。“对除草来说，一个最近的挑战是在保持作物质量和数量的同时减少除草剂和杀虫剂的使用。我们介绍了BonnBot-I，这是一个精确的除草管理平台，也能进行田间监测。”

这个研究团队开发的机器人采用了基于GPS技术和里程计的几种定位传感器。机器人可以在田地中移动，定位、分类和计数植物，同时使用其身体结构中集成的多种工具来管理杂草。

值得注意的是，这个系统与ROS（主要的机器人操作系统）完全兼容。作为他们研究的一部分，阿哈迈迪和他的同事们还编制了一个用于训练算法来定位和计数玉米的新数据集，玉米是一种在计算机视觉中很难识别的作物。

“在能够准确定位和分类植物（杂草和作物）的作物监测方法的推动下，我们通过融合可用的GNSS和轮子里程计来进一步改善它们的性能。” 研究人员写道。“这将我们的作物监测方法的跟踪精度从标准化平均误差8.3%提高到3.5%，在一个新的公开可获得的玉米数据集上进行了评估。我们还提出了在模拟环境中评估的一种新颖的线性致动器装载的除草工具的布置。”

到目前为止，研究人员在模拟田地中评估了BonnBot-I机器人，这些田地模拟了实际田地中作物的典型分布。他们的初步研究结果是令人鼓舞的，表明他们的机器人最终有望成为农民的有益技术。未来，该团队可以使用BonnBot-I的实物原型在真实环境中进行进一步的测试，以进一步验证其潜力。

“我们复制了一个真实田地中的杂草分布，利用我们的监测方法的结果，并展示了我们的工作区域划分技术的有效性，其运动需要显著减少（减少了50%）才能实现类似的结果。” 研究人员写道。“总的来说，BonnBot-I是精确除草管理中的重要一步，具有一种新颖的选择性喷洒和控制耕地杂草的方法。”