ロボット自作への道 その1

ロボットを作るといっても、まずは最低限ロボットが解決すべき課題を明確にしておかなければいけない

田舎に住んで昨年ミニトマトときゅうり、レタス等をベランダで育てたが
素晴らしい事にきゅうりとトマトは放っておいても育ってくれて
食べれる品質だった
レタスは私が水を上げれなかったので枯れてしまったのだけど

大体、下記のような課題が人間にとっては面倒くさく
自動化しやすいと考えられる

1.水を適量散布
2.肥料を適量散布
3.収穫する(根野菜は除く)
4.害獣や害鳥、害虫を追っ払う
5.土作り済みの畑へ種まき

また耕作放棄地で自給自足するレベルの作物を育て条件に適合する作物を売ってお金にしたいとなると
4-5haくらいの土地がほしい※


耕作放棄地からの土起こし、雑草除去、土作り、畦作り、ハウス作りのような作業は
ここでは自動化の範囲に含めないものとする
トラクターは精度5cmのGPSを使用出来るものがあるので土作りと雑草除去とか
耕作放棄地からの自動化も出来なくはないかも知れないけど
正直最初の畑の状態は人間がまだ現地で条件を確認してきっちりと設定しておく必要がある。

なので1-5の課題をこなす小型のセンサ付きロボットを構築する必要がある。
つまり小型の陸上ドローンである。
上記の課題をこなす為にはまず畑の状態を常時把握しておく必要があるので
ドローンを常時巡回させて常時測定しておき各濃度の2次元マップを作っておくものとする

必要な測定対象の値はこんなところ

▼センサで測定するもの
照度
土の湿度
温度
肥料濃度(EC値)
二酸化炭素濃度


小型ドローンのこなす課題はこれらの値を定期的に測定し、異常値が検出された場合はアラートを出す事だ
加えてドローンを使うなら当然
画像も保存していきたい
こちらの条件は画像の収集とディープラーニングの学習を組み合わせれば
上手くクリア出来るのではないかと期待している

▼画像認識でやりたい事
害虫の卵、害鳥、害獣の検知
作物の成長度合いの記録


これらの情報を集めるまでは小型のドローン、それこそウェブラジコンにカメラを搭載して
毎日走行する経路を自動設定すれば上手くいくだろう。
しかし最初の目的は何だったのか!?
広い山林でだらだらしながら豊かな暮らしをするという事ではなかったか
人間が収穫作業や水まき等の農作業しなきゃいけない位ならロボット導入のメリットは薄まるのである。
ロボットに限らず、機械やプログラミングに興味のない一般庶民への普及に成功した電化製品・マシンに総てに
共通していた事はそれらの人々の労働を軽減した事である。
洗濯機・冷蔵庫・オープンレンジ・PC・スマホ
総てその製品が普及する前より何らかの形で人間の労働を肩代わりし軽減する事に成功した製品である。

つまり農作業をロボットにさせるなら
1.畑のメンテナンスは総てロボット任せでOK
2.収穫もロボットで総て可能にする

この2点が最低限クリアしなくてはならない課題である。
(あと一個すげー重要な課題があるけどそれはまた後ほど)

この実際の農作業は小型ドローンでは出来ない
実際に足回りを作ってみると分かるが非力なモーターではギア比をいくら上げようと
作物を収穫するにはパワー不足となるだろう。
水や肥料の散布も液体肥料や水を散布するものを作ったとして
ホースを引きずりながら動けるだけのパワーが必要になる。
農作業自体は計測用ドローンと別のロボットを構築して作業させる必要がある。

これら2タイプのロボットを構築する必要が分かったところで
まず計測用のドローンを作る

求められる要件は畑の状態を把握出来るセンサを搭載し
安価で作成可能な事だ
畑を広げたくなった時の拡張性を維持する為にも
ドローンが故障した時の冗長性を維持する為にも
複数のドローンが分散して畑の情報を計測し2次元マップを作成する形式が望ましい。


更に続く
とりあえずドローンメイキングのブログになるのではなかろうか

※(お金がなくても豊かに食べていけるシステムというのは理想だが
システムの維持費はペイできなくてはならない。
Amazonなり楽天に出店するなり、自前でEコマースのシステムを持つなりするにしても
ネット経由で販売するにはインターネットに接続できる環境が必要だ)