OHANA-ROBOT

対話可能な選択的機械除草ロボット

子安竜司
北海道大学農学院

ohana-robot は畝を跨いでバリカン除草を行う対話型ロボットです.

Abstract

OHANA-ROBOTは,革新的な農耕民具です.バリカン除草を採用し,自然言語を用いた操作が可能で,ビジョンセンサのみで半自律走行を実現します.

OHANA-ROBOTは,農業の未来を担う次世代の農業機械として,農業の効率化と労働力不足の解消に貢献することを放棄しています. その代わり,里山と共生することを目指して,今も研究開発を進めています.

OHANA-ROBOTは,オープンなコミュニティを形成します. ユーザがそれぞれの環境やライフスタイルに合ったカスタマイズを行い,それを共有することで,発展していくことを目指しています.

Visual Navigation

大型機械の入らない農地は極めて複雑な環境で,ビジョンセンサのみによる自律移動タスクは極めて困難です.

そこで,"GO_TO()"と"GO_ALONG()"という2つの実行可能コマンドに集約してみました. たったこれだけで,複雑な農地環境における移動の様々なタスクが実現できます. LLMはあなたの指示を解釈し,実行可能コマンドに置き換えます.

GO_TO("person")

「ついてきて」というと,LLMがGO_TO("person")というコマンドに変換し,あなたを検出してついていくプログラムが実行されます. もちろん猫や犬だって,GO_TO("cat")やGO_TO("dog")とするだけです.一般的な物体なら何でも追従できます.

従来の農業ロボットでは,リアルタイム性や安全性のために,軽量なモデルを使用したシンプルな人追従しかできませんでした. しかし,OHANA-ROBOTはSoTAのビジョンAIモデルと自然言語処理を活用しているため,より柔軟な追従が可能です.

GO_ALONG("crop_row")

GO_ALONG()は,道や畝などの特定の物体をなぞりながら移動するコマンドです.

「この畝進め」という指示は,GO_ALONG("crop_row")に変換され,作物列を追従するプログラムが実行されます.

Your GIF

Selective Mechanical Weeding

芝刈り用バリカンを畝に適用することで,選択的機械除草を実現します. 草を一定以下の高さに維持することで,雑草との共存を目指します.

除草マニピュレータ

畝の形状にフィットするために3軸のマニピュレータを搭載しています.ただし,現段階ではアームの姿勢は決め打ちです. 今後は,畝の形状を認識し,それに合わせてアームの姿勢を変えることができるようになる予定です.

エンドエフェクタにはバリカンを取り付けていますが,他の農具にも交換できるようにする予定です.何か付けたいものがあれば,コミュニティで教えてください.

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OHANA-ROBOTは, 2023年度未踏IT人材発掘・育成事業 に採択されたプロジェクトです.