Публикации автора

Посевной и посадочный материал с целью исключения прогрессирования различных инфекционных заболеваний необходимо подвергнуть обработке ультрафиолетовым излучением с интенсивностью 10-15 килоджоулей. Для этого необходимо изучить влияние ультрафиолетового излучения на продукцию при ее движении в потоке по ленточному транспортеру. (Цель исследования) Обоснование возможности применения ультрафиолетового излучения для улучшения показателей хранения овощных культур и картофеля, а также технологических параметров в лабораторно-производственных условиях, обеспечивающих снижение их перезаражения. (Материалы и методы) Для определения оптимальных технологических параметров машины для закладки овощных культур и картофеля на хранение в системе послеуборочной доработки создана экспериментальная установка и исследовано электрофизическое воздействие на показатели качества хранения. Для исследования выбраны наиболее распространенные для возделывания в различных почвенно-климатических условиях Российской Федерации сорта картофеля Леди Розетта, моркови столовой Витаминная 6 и свеклы столовой Бордо 237. (Результаты и обсуждение) Разработана методика оценки качества семенного материала после периода хранения с обоснованием временного интервала, температурных параметров воздушной смеси и оптических режимов ультрафиолетового излучения. Определены оптимальные параметры обработки клубней картофеля, корнеплодов моркови и свеклы. Изучено влияние на корнеплоды моркови и свеклы ультрафиолетового воздействия с установленными параметрами на степень развития заболеваний, вызываемых исследуемыми фитопатогенными микроорганизмами при температуре 2 и 25 градусов Цельсия. (Выводы) При поступательной скорости движения корнеплодов 0,7 метра в секунду, межосевом расстоянии между источниками ультрафиолетового излучения 0,1 метра, расстоянии от них до роликовой поверхности ленточного транспортера 0,05 метра и при постоянной дозе ультрафиолетового воздействия показатели распространения и развития инфекционного заболевания исследованных овощных культур имеют положительную динамику снижения.

Возможность своевременно отличать заболевшие сельскохозяйственные культуры от здоровых играет реша­ющую роль в обеспечении продовольственной безопасности и минимизации экономических потерь. Машинное зрение в сочетании с алгоритмами глубокого обучения позволяет эффективно и точно отслеживать состояние посадок картофеля, выявляя симптомы заболеваний, что является более продуктивным подходом по сравнению с традиционными методами визуальной оценки. (Цель исследования) Сравнительный анализ одноэтапного и двухэтапного подходов к распознаванию заболевших и здоровых растений картофеля на основе алгоритмов глубокого обучения. (Материалы и методы) В исследовании использовали два подхода к процессу обучения нейронной сети с целью распознаванию заболевших и здоровых растений картофеля: одноэтапный и двухэтапный. В рамках одноэтапного подхода применялся один алгоритм глубокого обучения для одновременной классификации и локализации растений. Двухэтапный подход включал использование двух алгоритмов: первый определял границы растений, а второй классифицировал их как здоровые или заболевшие. С целью обучения алгоритмов использовались различные базы данных, включая снимки листьев и кустов картофеля. (Результаты и обсуждение) Проведен сравнительный анализ эффективности одноэтапного и двухэтапного подходов к распознаванию заболевших растений картофеля с использованием алгоритмов глубокого обучения. По каждому методу обучения было определено общее среднеквадратичное отклонение и среднеквадратичное отклонение для координат, построены матрицы запутанности. (Выводы) Двухэтапный подход продемонстрировал высокую эффективность в дифференциации больных и здоровых кустов картофеля, несмотря на небольшое снижение точности определения координат по сравнению с методом двухэтапного обучения, где использовались снимки как отдельных листьев, так и растений в целом. Данные методы имеют уникальные преимущества и могут быть интегрированы с современными технологиями для более эффективного выявления фитопатологий.

Отмечено; что на рынке семенного материала овощных культур доля российских сортов снижается. Во многом такая ситуация обусловлена отставанием в технологическом уровне и технической оснащенности большинства учреждений-оригинаторов российских сортов от зарубежных селекционно-семеноводческих центров и компаний. (Цель исследо­вания ) Инженерное обеспечение технологии инновационного получения семян овощных культур и картофеля с автомати­ческой фиксацией и поддержанием технологических параметров и показателей качества хранения. (Материалы и методы) Для разработки автоматической системы контроля и управления процессом закладки биологических объектов на хране­ние необходимо определить основные требования к процессу электрофизического воздействия (ультрафиолетовое излу­чение) на семенной материал; а также параметры технологических режимов. (Результаты и обсуждение) Разработана; изготовлена и проходит лабораторные испытания экспериментальная установка электрофизического воздействия на по­казатели качества хранения. Автоматическая система контроля за рабочим процессом с ориентирующим модулем должна обеспечивать: изменение и поддержание поступательной скорости движения обрабатываемой продукции; а также возмож­ность изменения режима электрофизического воздействия в зависимости от фактической подачи и физико-механических свойств вороха; технологических параметров клубней и работы ориентирующего модуля. Регулируемая сила фототока УФ-воздействия задается и контролируется автоматически посредством бортового компьютера. (Выводы) Разработанная автоматическая система контроля и управления процессом закладки биологических объектов на хранение позволяет эф­фективно регулировать параметры УФ-воздействия; такие как интенсивность излучения и время облучения; в зависимости от физико-механических свойств продукции и технологических параметров работы установки. Различные способы дезин­фекции камер хранения; в частности озонирование; обработка газообразным диоксидом хлора и УФ-облучение; позволяют снизить микробиологическую порчу продукции. Исследования подтвердили; что применение УФ-воздействия в сочетании с автоматической системой контроля и управления технологическими параметрами позволяет значительно улучшить каче­ство хранения овощных культур и картофеля; особенно при повышенных температурах.

Работу проводили с целью теоретических исследований разрабатываемых рабочих органов автоматизированной машины для удаления из почвы зараженных растений картофеля и овощных культур. Выполнено теоретическое обоснование манипулятора автоматизированной машины для удаления из почвы зараженных растений картофеля и овощных культур. При проведении теоретических исследований разработана функциональная модель системы для удаления из почвы зараженных растений картофеля и овощных культур, учитывающая параметры, оказывающие влияние на качество работы системы: входные воздействия - количество зараженных растений картофеля, расположенных на единицу площади поля, а также конструктивные особенности (геометрические параметры) манипулятора автоматизированной машины k(t), V(t) - рабочие скорости исполнительных приводов, I(t) - режимы согласования совместной работы приводов. Выполнено компьютерное моделирование автоматизированного устройства с цифровой системой управления для удаления зараженных растений картофеля и овощных культур, а также разработаны модели клубней картофеля в среде программы Rocky DEM, представляющие собой неразрушаемый многогранник с 23 гранями, а почвенные комки являлись разрушаемым многогранником с 25 гранями, минимально возможное разрушение которых использовалось до размерности 10 мм. Получено условие обеспечения гарантированного захвата и извлечения клубневого гнезда при расстоянии между осями рядом расположенных кустов растения не более рабочей ширины захвата автоматизированного манипулятора. Наиболее эффективно почвенные комки разрушаются при частоте колебаний планчатого транспортёра 45…60 Гц и амплитуде колебаний 0,03 м, а качество сепарации картофельного вороха от почвенных комков повышается при частоте колебаний 15.40 Гц и амплитуде колебаний менее 0,02 м.

Цель исследований – теоретически обосновать процесс сортофитопрочистки в селекционно-семеноводческих посадках картофеля и овощных культур с использованием технологий машинного зрения и элементов роботизации. В статье выполнен анализ современных неразрушающих методов обнаружения заболеваний биологических объектов; технологических процессов и машин для удаления плодов овощных культур с растения в системе цифрового сельскохозяйственного производства с элементами роботизации на операциях ухода за растениями и сбора товарной продукции. Установлена актуальность разработки инновационной технологии и технических средств для удаления зараженных растений картофеля и овощных культур в селекции и семеноводстве. Для проведения оздоровительных приемов производства семян овощных культур и картофеля разработана инновационная технология и машина для удаления зараженных растений картофеля и овощных культур в селекционносеменоводческих посадках, обеспечивающая движение по полю с использованием технологий машинного зрения с определением заражённого растения или растения, не соответствующего сортовым признакам с последующим его удалением. В процессе исследований (2021-2022 гг.) разработаны морфологическая матрица выбора технических средств использования функционирующих элементов реализации инновационной технологии сортофитопрочистки овощных культур и картофеля, а также теоретические основы инновационной технологии удаления зараженных биологических объектов. Выявлен показатель эффективности реализации инновационной технологии сортофитопрочистки, учитывающий параметры экономических и агротехнических показателей, а также металлоемкости, энергоемкости, экологичности и надежности. Представлены аналитические исследования машинной технологии и технических средств удаления зараженных растений овощных культур и картофеля. Выполнено обоснование инновационной технологии сортофитопрочистки овощных культур и картофеля, в части исключения в технологии обнаружения зараженных растений картофеля беспилотного летательного аппарата с качественной оценкой целесообразности выбора технических средств при использовании функционирующих элементов реализации разрабатываемой технологии по критериям экономической и агротехнической оценки, а также металлоемкости, энергоемкости и надежности. Оценка целесообразности выбора технических средств для функционирования элементов инновационной технологии показала, что по комплексу критериев процесс сортофитопрочистки овощных культур и картофеля целесообразно осуществлять без применения беспилотного летательного аппарата, используя в конструкции машины оптическую систему идентификации зараженных растений.