N2Vision+: A robot-enabled, data-driven machine vision tool for nitrogen diagnosis of arable soils
N2Vision:一种由机器人驱动、数据驱动的机器视觉工具,用于耕地土壤的氮诊断
基本信息
- 批准号:10091423
- 负责人:
- 金额:$ 30.18万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Collaborative R&D
- 财政年份:2024
- 资助国家:英国
- 起止时间:2024 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Increasing crop productivity while minimising resource use and environmental impact is a global challenge for food production. Among all farmer-controlled input factors, Nitrogen (N) has the second-largest impact on crop growth after water, and arable soils are a predominant source of N in many cropping systems. Optimal N fertilisation can increase crop production and enhance soil fertility. On the other hand, high N inputs are costly for farmers and result in reductions in plant biodiversity, pollution of natural ecosystems and increases in emissions of the potent greenhouse gas, nitrous oxide. UK farmers currently spend £1.345 billion on fertilisers, often applying excessive N due to the lack of precise information about soil N levels.Driven by the needs of the growers, our previous feasibility project (N2Vision), addressed this challenge by developing a non-destructive robot-enabled AI vision system for automated N diagnosis in plants and soil (TRL 5). This system automatically collected data using a mobile robot with image cameras and intelligently diagnosed crop and soil N levels using AI algorithms. Initial assessments showed potential cost reductions of 27%, increased farm profitability by 17%, and emission savings of 65% compared to current practices. To make this technology practical for farmers and further advance its adoption, we aim to raise its TRL and move closer to commercialization.Building upon our N2Vision innovations, our follow-on project, N2Vision+, aims to develop a commercial product for automated soil nitrogen monitoring at a higher TRL. We will enhance our existing innovations by adding optional modular sensors like 3D mapping (360-degree) and soil probes, enabling cost-effective data collection and scalable N monitoring. Additionally, we will conduct field trials to simulate robotic foliar nitrogen application, potentially reducing N usage and costs.This precision agriculture solution will revolutionise food production by optimising N use, increasing farm profitability, and contributing to net-zero emissions. It offers early detection of crop and soil N levels, precise information on N use efficiency, and soil quality assessment, positioning UK precision agriculture technologies at the forefront of new industries and driving economic growth in the UK.
提高作物生产力,同时最大限度地减少资源使用和环境影响是粮食生产面临的全球性挑战,在所有农民控制的投入因素中,氮 (N) 对作物生长的影响仅次于水,而耕地是氮的主要来源。许多耕作系统中的氮肥可以增加作物产量并提高土壤肥力,但高氮肥投入对农民来说成本高昂,并导致植物生物多样性减少、自然生态系统污染和排放增加。英国农民目前在化肥上花费了 13.45 亿英镑,由于缺乏有关土壤氮水平的精确信息,他们经常施用过量的氮。在种植者的需求的推动下,我们之前的可行性项目 (N2Vision),通过用于植物和土壤自动氮诊断的非破坏性机器人人工智能视觉系统(TRL 5)解决了这一挑战。该系统使用带有图像摄像头的移动机器人自动收集数据,并智能诊断作物和发育。初步显示,与目前的做法相比,潜在的成本降低了 27%,农场盈利能力提高了 17%,排放量减少了 65%。为了评估这项技术对农民的实用性,并进一步推动其采用,我们的目标是。提高其 TRL 并更接近商业化。在我们的 N2Vision 创新的基础上,我们的后续项目 N2Vision+ 旨在开发一种用于更高 TRL 的自动土壤氮监测的商业产品。我们将增强我们现有的创新。通过添加可选的模块化传感器,如 3D 测绘(360 度)和土壤探头,实现经济高效的数据收集和可扩展的氮监测。此外,我们将进行现场试验来模拟机器人叶面施氮,从而可能减少氮的使用和成本。精准农业解决方案将通过优化氮的利用、提高农场盈利能力和实现净零排放来彻底改变粮食生产。它提供作物和土壤氮水平的早期检测、氮利用效率的精确信息以及土壤质量评估,定位英国精准农业。农业技术处于新兴产业的前沿并推动英国经济增长。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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