Many labor-intensive tasks in fruit production such as pruning require physically interacting with the plant (e.g., pushing, pulling, bending limbs, etc.). Due to increasing labor shortages, there is widespread interest in the adoption of robotics in this area. When the robot must physically interact with the system, a deformable model of the plant is beneficial. Coupled, spring-loaded beams have been used in prior work to build deformable plant models in simulation for learning, planning, and control, but this approach has rarely been validated against the mechanical properties of real-world plants. In this paper, we use this rigid-body model, grounded in real material properties and beam bending theory, to simulate the deformation of blueberry canes under loading. To validate the model, we simulate the canes in MuJoCo and compare their behavior with real-world data collected from probing canes at a commercial farm with a custom testbed. We perform sensitivity analysis on several key modeling variables and show that this approach is highly sensitive to the plant diameter calculations and a priori flexural modulus estimation, which is dependent on season and blueberry variety. We also share our dataset of live blueberry cane deformation, including RGB-D images and measured forces and displacements.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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