Design of Stickbug: a Six-Armed Precision Pollination Robot

要約

本研究では、温室内において、シングル・エージェント・システムの精度と群れの並列化を組み合わせた、6本の腕を持つマルチ・エージェントの精密受粉ロボットであるStickbugの設計を紹介する。精密受粉ロボットは、自然の受粉媒介者の減少の影響を相殺するためにしばしば提案されているが、必要な並列化とスケーラビリティを欠いていることが多い。Stickbugは、各アームと駆動ベースを個別のエージェントとして動作させることで、プランニングの複雑さを大幅に軽減し、これを実現している。Stickbugは、狭い温室の畝を移動するためのコンパクトなホロノミックKiwiドライブ、複数のマニピュレーターをサポートし植物の高さに到達するための背の高いマスト、ブランブルの花を識別するための検出モデルと分類器、接触ベースの受粉のためのフェルトチップエンドエフェクターを使用している。初期の実験検証では、Stickbugは1分間に1.5回以上の受粉を試みることができ、成功率は50%であった。さらに、ブランブルの花を認識するデータセットが作成され、Stickbugのソフトウェアと設計ファイルとともに公開されている。

要約(オリジナル)

This work presents the design of Stickbug, a six-armed, multi-agent, precision pollination robot that combines the accuracy of single-agent systems with swarm parallelization in greenhouses. Precision pollination robots have often been proposed to offset the effects of a decreasing population of natural pollinators, but they frequently lack the required parallelization and scalability. Stickbug achieves this by allowing each arm and drive base to act as an individual agent, significantly reducing planning complexity. Stickbug uses a compact holonomic Kiwi drive to navigate narrow greenhouse rows, a tall mast to support multiple manipulators and reach plant heights, a detection model and classifier to identify Bramble flowers, and a felt-tipped end-effector for contact-based pollination. Initial experimental validation demonstrates that Stickbug can attempt over 1.5 pollinations per minute with a 50% success rate. Additionally, a Bramble flower perception dataset was created and is publicly available alongside Stickbug’s software and design files.

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