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如何利用水产养殖机器人提高贝类等水产产量？

大学仕 2021-01-11 09:32

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水产养殖是世界上增长最快的动物蛋白生产部门，机器人在许多行业的使用也在迅速增长。在北卡罗莱纳州立大学，研究人员正在寻找方法，利用这些趋势提高海洋水产养殖产量，确保食品安全，并减少野生海产品的捕捞压力。

这一举措可能有助于该州实现到2030年将贝类养殖业发展成为年产值1亿美元的产业的拟议目标。研究人员计划在水上和空中使用小型无人驾驶车辆来提高北卡罗来纳州海岸线附近的牡蛎产量。目标是让这些车辆相互协作，监测人们难以进入和危险地区的水质。

Sierra Young是生物和农业工程系的助理教授，是该项目的主要研究者。合作者包括来自BAE史蒂文霍尔、纳塔莉·尼尔森和塞尔索·卡斯特罗·博利纳加的其他三名教员，以及来自计算机科学系的约翰·保罗·奥雷。

水产养殖机器人的重点：水质

研究人员说，该项目将提供有价值的数据，为管理决策提供信息，这些决策是开启北卡罗来纳州及更远地区近岸贝类生产可持续增长的关键。这个为期四年的项目今年秋天得到了美国农业部国家粮食和农业研究所通过多机构国家机器人倡议2.0提供的100万美元的资助。

Young说，研究小组把重点放在了水质上，因为它对消费者的食品安全和生产者的盈利能力有着重要的影响。雨水携带到海洋中的细菌和其他污染物会导致近岸生产者暂时停止收成，直到细菌达到安全水平。据估计，这些关闭将使生产商损失其平均年收入的25%。正如杨解释的那样，我们希望通过创建一个数据驱动的过程，使（关闭的）窗口尽可能小，从而实现水测试和样本采集的自动化。

预测热点

Young说，研究人员计划开发计算机模型，让他们知道一项作业的哪些区域最有可能成为细菌热点，在那里我们可以预测可能有更高水平的细菌或其他感兴趣的水质参数，如溶解氧或pH值。在这些热点地区，机器人将使用传感器探头来测量环境，并采集样本，然后返回实验室进行分析。

“我们不仅希望机器人能一次又一次地自动监控同一区域，我们还将水质建模与机器人路径规划相结合，将机器人引导到贝类生长区内最重要和信息最丰富的区域。” Young 说。她说这样做的目的是从一次部署中获得最大的价值，特别是当机器人能够采集的水样数量有限时。

让机器人一起工作

研究人员还将研究如何让无人水面车辆（USV）沿水面移动，并与无人机（UAV）或无人机进行通信和工作。例如，无人机可以用来侦察区域，让无人侦察机知道进入的条件可能不安全，而无人侦察机或无人机舰艇可以用作无人机的着陆和停靠站，以扩大调查区域。

研究人员计划首先在当地的湖泊和池塘以及北卡罗来纳州和该大学位于卡特雷特县的海洋水产养殖研究中心测试他们的系统。商业牡蛎养殖区也将进行全面测试。“我们正在设计我们的自主机器人舰队，以生成水质数据，不仅实时通知管理决策，而且改善细菌负荷预测和预测。”杨说我们的长期目标是获得这些信息，并最终将这些机器人工具交给种植者，以帮助减轻由于贝类死亡和意外关闭而造成的生产和收入损失。

来源：贤集网

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