从三个不同利益相关者视角发现可实现的静默剪枝决策

静默剪枝（dormant pruning）指的是在树木尚未活跃生长时移除无效树枝的行为，这是一种重要的果园作业，可维持产量，但需要数年时间积累经验。由于培训周期长且农业工作人手不足，剪枝可能受益于机器人自动化。然而，要编程机器人进行剪枝，我们首先需要理解剪枝决策的制定方式，以及需要捕获的环境变量（例如树枝大小和厚度）。本文直接与三个剪枝利益相关者——园艺师、种植者和剪枝工人合作，发现每个人群的专家对剪枝决策的 approach 不同。为捕获这种知识，本文提出了三个研究和两个提取的剪枝协议，基于2022年和2023年在华盛顿州普罗斯特（Prosser）开展的田间工作。我们对六位受访者（每组两位）进行访谈，并观察了三个品种——Bing樱桃、Envy苹果和Jazz苹果——的剪枝，以及两种树木结构——直立果实侧枝（Upright Fruiting Offshoot）和V型藤架（V-Trellis）。借助参与者访谈和视频数据，本分析采用 grounded coding 方法提取剪枝术语、发现影响剪枝决策的园艺背景，并发现用于自主系统的可实现剪枝启发式方法。结果包括一个经验证的术语集合，我们为剪枝利益相关者和机器人学家提供，以便沟通一般剪枝概念和启发式方法。结果还概述了七个利用该术语集合的剪枝启发式方法，这些方法对于未来的自主机器人剪枝系统都相关，并刻画了三个发现的园艺背景（即环境管理、作物负荷管理和更替木材），覆盖所有三个品种。