Robotization prospects for subsurface irrigation and fertilization of plants | Перспективы роботизации процессов внутрипочвенного полива и подкормки растений

English. Subsurface irrigation and fertilization by manual and mechanized hydraulic drills are characterized by high labor costs and low quality of process operations. The optimization and improvement of subsurface irrigation and fertilization using robotic technologies will provide more effective and precise impact on the root system of plants. To search for prospects and possibilities for robotizing the processes of subsurface irrigation and fertilization, current trends and prerequisites for robotizing the process of subsurface irrigation were analyzed. Based on the data from scientific articles, patents, and technical reports, there were investigated technical aspects and suggested a schematic diagram of an automated module of a robotic platform for subsurface irrigation and fertilization. The hydraulic drill mounted on a robotic platform is equipped with visual facilities for mapping and autonomous navigation in the garden, as well as a pneumatic cylinder to use it on heavy soils and deepen with the use of air when necessary. The robotic device can strictly perform the given algorithm for a long time, applying water and fertilizers in a precise and accurate way. It can reduce labor costs and improve the quality of subsurface irrigation and fertilization. The use of robotic hydraulic drills expands the possibilities of subsurface local influence on plant root system, improves the soil climate, and forms the architecture of the root system.

Russian. Внутрипочвенный полив и внесение удобрений ручными и механизированными гидробурами характеризуются большими трудозатратами и невысоким качеством выполнения технологических операций. Оптимизация и совершенствование процессов внутрипочвенного полива и подкормки растений с использованием роботизированных технологий позволят обеспечить более эффективное и точное воздействие на корневую систему растений. С целью поиска перспектив и возможностей роботизации процессов внутрипочвенного полива и подкормки растений проведён анализ текущих тенденций и предпосылок роботизации процесса внутрипочвенного полива. На основании данных из научных статей, патентов и технических отчётов исследованы технические аспекты и предложена принципиальная схема автоматизированного модуля роботизированной платформы для внутрипочвенного полива и подкормки растений. Установленный на роботизированной платформе гидробур оборудован средствами технического зрения для картографирования и автономного ориентирования в саду, а также пневмоцилиндром, что позволяет использовать его на тяжёлых почвах, осуществлять заглубление с помощью воздуха. Роботизированное устройство может в течение продолжительного времени по заданному алгоритму точно и аккуратно вносить воду и удобрения. Его применение позволяет снизить трудозатраты и повысить качество внутрипочвенного полива и подкормки. Применение роботизированных гидробуров расширяет возможности подпочвенного очагового воздействия на корневую систему растений, способствует улучшению климата почвы, формированию архитектуры корневой системы.