News of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesNews of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesИзвестия Кабардино-Балкарского научного центра РАН1991-66392949-194028210910.35330/1991-6639-2024-26-6-158-164GLZBAXSystem analysis, management and information processingСистемный анализ, управление и обработка информацииReview ArticleApplication of multi-agent robotic systems in agricultureПрименение многоагентных робототехнических систем в сельском хозяйствеhttps://orcid.org/0000-0002-8977-797X3299-0927AnchekovM. I.АнчёковМ. И.
Russian Federation

Институт информатики и проблем регионального управления, науч. сотр., отдел «Мультиагентные системы»

Institute of Computer Science and Problems of Regional Management, Researcher of the Department of Multiagent Systems

murat.antchok@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9442-61228549-2620КурашевЖ. Х.KurashevZh. Kh.
Russian Federation

Head of the Laboratory of Molecular Breeding and Biotechnology

зав. лабораторией «Молекулярная селекция и биотехнология»

murat.antchok@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9516-32137494-4370ЛешкеновА. М.LeshckenovA. M.
Russian Federation

зав. лабораторией «Сельскохозяйственная робототехника»

Head of the Laboratory of Agricultural robotics

aslan.leshckenov@yandex.ruKabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesКабардино-Балкарский научный центр Российской академии наукru1512202420242661581640203202502032025Copyright ©; 2024, Анчёков М.I., Курашев Ж.K., Лешкенов А.M.Copyright ©; 2024, Анчёков М.И., Курашев Ж.Х., Лешкенов А.М.2024Анчёков М.I., Курашев Ж.K., Лешкенов А.M.Анчёков М.И., Курашев Ж.Х., Лешкенов А.М.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rcsi.science/1991-6639/article/view/282109

The article is devoted to the application of multi-agent robotic systems in agriculture. The article considers various examples of the application of multi-agent systems, such as route optimization, mechanical weeding, weed mapping and harvesting. It also considers the issue of the economic feasibility of using robot teams, provides a comparison with existing systems on the market.

Статья посвящена применению мультиагентных робототехнических систем в сельском хозяйстве. Рассматриваются различные примеры применения мультиагентных систем, такие как оптимизация маршрутов, механическая прополка, картографирование сорняков и уборка урожая. Также рассматривается вопрос об экономической целесообразности применения коллективов роботов, приводится сравнение с существующими на рынке системами.

artificial intelligencerobotsmulti-agent systemsprecision agricultureискусственный интеллектроботымультиагентные системыточное земледелиеOta J. Multi-agent robot systems as distributed autonomous systems. Advanced Engineering Informatics. 2006. Vol. 20. No. 1. Pp. 59–70. DOI: 10.1016/j.aei.2005.06.002Ju C., Kim J., Seol J., Son H.Il. A review on multirobot systems in agriculture. Computers and Electronics in Agriculture. 2022. Vol. 202. P. 107336. DOI: 10.1016/j.compag.2022.107336Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход: пер. с англ. М.: И. Д. Вильямс, 2016. 1408 с. Russell S., Norvig P. Iskusstvennyy intellekt: sovremennyy podkhod [Artificial Intelligence: A Modern Approach]. Moscow: I.D. Vil'yams, 2016. 1408 p. (In Russian)Нагоев З. В. Интеллектика, или Мышление в живых и искусственных системах. Нальчик: Издательство КБНЦ РАН, 2013. 213 с. Nagoev Z.V. Intellektika, ili Myshleniye v zhivykh i iskusstvennykh sistemakh [Intellectics, or Thinking in Living and Artificial Systems]. Nalchik: Izdatel'stvo KBNTS RAN, 2013. 213 p. (In Russian)Chevalier A., Copot C., Keyser R.D., Hernandez A. A multi agent system for precision agriculture. Studies in Systems, Decision and Control. 2015. Pp. 361–386. DOI: 10.1007/978-3-319-26327-4_15Botteghi N. et al. Multi-agent path planning of robotic swarms in agricultural fields. ISPRS Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. 2020. Vol. 1. 2020. Pp. 361–368.Laporte G. The traveling salesman problem: An overview of exact and approximate algorithms. European Journal of Operational Research. 1992. Vol. 59. No. 2. Pp. 231–247. DOI: 10.1016/0377-2217(92)90138-YChristofides N. Worst-case analysis of a new heuristic for the travelling salesman problem. Operations Research Forum. 2022. Vol. 3(1). Pp. 1–4. DOI: 10.1007/s43069-021-00101-zDorigo M., Maniezzo V., Colorni A. Ant system: optimization by a colony of cooperating agents. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B (Cybernetics). 1996. Vol. 26. No. 1. Pp. 29–41. DOI: 10.1109/3477.484436Held M., Karp R.M. A dynamic programming approach to sequencing problems. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics. 1962. Vol. 10. No. 1. Pp. 196–210. DOI: 10.1137/011001McAllister W., Osipychev D., Davis A., Chowdhary G. Agbots: Weeding a field with a team of autonomous robots. Computers and Electronics in Agriculture. 2019. Vol. 163. P. 104827. DOI: 10.1016/j.compag.2019.05.036Albani D., Haken R., Ijsselmuiden J., Trianni V. Monitoring and mapping with robot swarms for agricultural applications. XIV IEEE International Conference on Advanced Video and Signal Based Surveillance (AVSS). 2017. Pp. 1–6. DOI: 10.1109/AVSS.2017.8078478Припотнев М. С., Диане С. А.К., Акуловский Д. В. Модели и алгоритмы управления группой мобильных роботов в задаче уборки урожая // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2023. Т. 10. № 4. С. 32–37. DOI: 10.24892/RIJIE/20230407. Pripotnev M.S., Diane S.A.K., Akulovsky D.V. Models and algorithms for controlling a group of mobile robots in the problem of harvesting. Mashinostroyeniye: setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal [Mechanical Engineering: a network electronic scientific journal]. 2023. Vol. 10. No. 4. Pp. 32–37. DOI: 10.24892/RIJIE/20230407. (In Russian)Мещеряков Р. В., Широков А. С. Постановка задачи гетерогенного группового взаимодействия роботов при решении задач умного сада // Вестник ЮУрГУ. Серия: Математика. Механика. Физика. 2024. № 2. С. 41–49. DOI: 10.14529/mmph240204. Meshcheryakov R.V., Shirokov A.S. Statement of the problem of heterogeneous group interaction of robots in solving smart garden problems. Bulletin of the South Ural State University. Series: Mathematics. Mechanics. Physics. 2024. No. 2. Pp. 41–49. DOI: 10.14529/mmph240204. (In Russian)Albiero D., Garcia A.P., Umezu C.K., Leme de Paulo R. Swarm robots in mechanized agricultural operations: A review about challenges for research. Computers and Electronics in Agriculture. 2022. Vol. 193. P. 106608. DOI: 10.1016/j.compag.2021.106608Guo H., Miao Zh., Ji J.C., Pan Q. An effective collaboration evolutionary algorithm for multi-robot task allocation and scheduling in a smart farm. Knowledge-Based Systems. 2024. Vol. 289. P. 111474. DOI: 10.1016/j.knosys.2024.111474