Роботи в полі, або Як автоматизація допоможе примножити врожай

«Майбутнє сільського господарства стає все більш вишуканим. Образ фермера в джинсовому комбінезоні та з соломинкою в роті вже давно залишився позаду», — каже куратор Відділу праці та промисловості в Смітсонівському національному музеї американської історії Пітер Лібхолд, передає Smithsonian Magazine.

Для чого аграріям роботи?

Сучасні аграрії стикаються з цілою низкою проблем, серед яких старіюча робоча сила і нестача нової, а також шкода для навколишнього середовища і зміни клімату. Використовуючи робототехніку на полях, фермери можуть істотно полегшити собі життя. В першу чергу, це довговічна робоча сила. По-друге, чітке запрограмоване завдання дозволяє роботам більш точно і ефективно виконувати роботу, що мінімізує втручання людського фактора і можливі помилки. Крім того, робот спочатку може коштувати дорого, але здатний досить швидко окупитися і допомогти заощадити. Хоча б на тому, що дозволить зменшити кількість задіяного персоналу, а відповідно і оплату праці. Роботи здатні збирати фрукти, садити, видаляти бур'яни, робити польові оцінки рослин і багато іншого.

Агророботи і зміни клімату

В цілому роботів можна вважати досить екологічними. Однак існує думка, що вони все ж здатні залишати так званий «вуглецевий слід». Це пояснюється тим, що програми дій і їхнього управління знаходяться на серверах, які споживають електроенергію, наприклад, з ТЕС. В середньому щороку вугільна електростанція на 1000 МВт виробляє близько 7 млн т вуглекислого газу. Тому в цьому плані робототехніку не можна вважати повністю екологічною. Але з іншого боку, роботи здатні допомогти зменшити використання агрохімії, що є позитивним фактором для навколишнього середовища.

Роботи-збирачі ягід

Автономний робот Rubion чистить ряди полуниці. Його розробила бельгійська компанія Octinion і представила на початку 2019 року на Fruit Logistica в Берліні. Він запрограмований на постійний моніторинг стиглих ягід і здатний замінити робітників. Він може самостійно рухатися уздовж рядів ягід і акуратно збирати їх в спеціальний кошик. Завдяки йому можна зібрати урожай максимально ефективно, не залишивши його частину гнити на полі. Rubion вже використовується в Нідерландах і Великобританії.

Роботи для боротьби з бур'янами

Зі збільшенням використання гербіцидів усе більше бур'янів стають стійкими до хімічних речовин. Каліфорнійська група інженерів і вчених знайшла рішення, створивши масивного робота для збирання бур'янів FarmWise. У його процесор були завантажені мільйони зображень рослин. Серед них були культурні рослини і бур'яни. Це допомогло агророботу розрізняти їх між собою. Робота FarmWise не можна побачити на кожному полі. Ідея проєкту спочатку передбачала його використання в якості послуги. Це було зроблено для того, щоб фермери не були обтяжені механічним обслуговуванням.

Як пише North Wales Live, подібні розробки також впроваджуються на фермах Великобританії. Однією з розробок Small Robot Company є 150-кілограмовий робот Том для боротьби з бур'янами. На відміну від агроробота FarmWise, Том за допомогою спеціальних камер здатний картографувати до 50 акрів на день. Далі ця інформація надходить на сервер оператора, тим самим роблячи можливим більш ефективне внесення гербіцидів. Це дозволяє економити на агрохімії за рахунок скорочення її застосування і завдає менше шкоди навколишньому середовищу.

Роботи замість бджіл

На даний момент дрони — не зовсім нова технологія. Вони використовувалися з комерційною метою з початку 1980-х років. Досить довго їх використовують для аерофотозйомки полів. Основне застосування дронів у даний час включає в себе 3D-зображення, побудову карти і моніторинг врожаю.

До специфічних функцій дронів можна віднести роль бджоли, а точніше запилювача — про це пише Futurism. Кілька років тому японські вчені, мотивуючись проблемою зниження популяції диких бджіл, представили нестандартне рішення. Розроблені дрони не є автономними, а вимагають додаткового управління людиною. Вони здатні літати з квітки на квітку, тим самим передаючи пилок. Ці міні-дрони мають легке опушення подібно бджолам, а ще покриті штучним особливо липким гелем, здатним утримувати пилок.

Девайс століття на задньому дворику

Якщо вірити дієтологам, то доросла людина повинна щодня вживати хоча б 150 г свіжої зелені, але ще краще, якщо вона займає більше 50% раціону. І хоча практично всім подобається ідея харчуватися свіжими овочами та зеленню — мало хто може приділити час їх вирощуванню на умовному «підвіконні», адже їх потрібно правильно висіяти, удобрити, регулярно поливати, підтримувати відповідний світловий режим.

У 2016 році увагу громадськості привернуло співтовариство FarmBot — група ентузіастів, що створюють роботизовані міні-ферми для вирощування овочів і зелені в домашніх умовах. Якщо коротко, то це була перша малогабаритна сільськогосподарська машина, яка повністю автоматизує вирощування рослин. Сам по собі пристрій складається з вельми простих компонентів: резервуара певної площі, призначеного для ґрунту, кріплень, апаратного блоку, блоку живлення, системи водопостачання, пристосування для висадки рослин або посіву насіння і збору врожаю, ґрунтообробного агрегату, спринклерів тощо. Все, що потрібно користувачеві — це електроенергія, інтернет і доступність води.

«Ще одна істотна перевага — можливість управління процесами через веб-інтерфейс. Все досить просто: користувач створює макет своєї ферми і контролює виконання операцій з будь-якого доступного девайса. Таким чином можна планувати весь процес догляду за рослиною і навіть скористатися готовими «технологічними» картами. Робот переміщається в просторі x, y, z 24 години на добу 7 днів на тиждень. Рослини в залежності від потреб можна вирощувати в моно- чи полікультурі, зонувати контейнер для вирощування тощо», — розповідає співзасновник компанії Drone.UA Валерій Яковенко.

За його словами, основна ідея цього проєкту — об'єднати людство в стійкому виробництві продуктів харчування і еко-відповідальності. Тому засновники зробили вихідний код доступним, щоб всі бажаючі з будь-якого куточка світу могли приєднатися до ідеї персоналізації вирощування продуктів харчування.

Саме це і зробили в компанії Drone.UA. Зібравши свій прототип на базі відкритого ПЗ, команда Drone.UA. переконалася в готовності стати інтегратором подібного рішення не тільки в Україні, а й за її межами.

Зараз кількість власників таких роботоферм по всьому світу вимірюється тисячами, особливо в США і Європі, проте є покупці в Індії, Китаї, Південній Африці, Латинській Америці, на Аравійському півострові. Безумовно, подальший інтерес до цих ферм буде тільки зростати. Це пов'язано в першу чергу зі зміною підходу людей до якості свого раціону і з бажанням зробити його більш корисним, а також з глобальною урбанізацією.

«Ми бачимо величезну перспективу в розвитку напрямку робототехніки, тому завжди шукаємо рішення і продукти, які можуть збільшити продуктивність. Йдеться як про бізнес-процеси і рішення для автоматизації виробництва, так і про вплив робототехніки на наш особистий час.

Наша команда хоче створювати принципово нові пристрої, наслідуючи принцип відкритості й прозорості підсумкових рішень, і це стало можливим завдяки відкритому коду. Подібні пристрої — це джерело революційних ідей, це частина екосистеми технологій, яка почала формуватися зовсім недавно. Людство поки що не замислюється, наскільки сильно воно вже впливає на повсякденне життя, і тому завдання всіх інтеграторів інновацій — максимально використовувати ці технології», — розповідає Валерій Яковенко.

Він також зазначає, що FarmBot можна назвати одним із перших продуктів у цілій лінійці пристроїв і рішень для автоматизації бізнесу.

У Drone.UA кажуть, що цей продукт може бути цікавим для досить широкого кола споживачів. Це і люди з обмеженими можливостями, літні, і сім'ї з дітьми, які живуть за містом і їм дуже важко щоденно купувати свіжі овочі та зелень, офіси з великою кількістю співробітників, навчальні заклади (університети, школи, дитячі садки тощо), малі фермери.

Проєктом роботизованої рослинницької ферми зацікавилися навіть в NASA. Вчені бачать у цьому перспективу для вирощування рослин в космосі.

Валерій Яковенко поділився з AgroPortal.ua, що компанія Drone.UA вже отримала кілька запитів від освітніх установ, адже автоматизована ферма є ідеальним майданчиком для демонстрації всіх етапів розвитку рослин.

«Нашими першими клієнтами ми бачимо ентузіастів, які хочуть наблизитися до нових технологій, тих, хто розуміє цінність власного часу, і наскільки сучасна робототехніка допомагає заощадити цей ресурс. В першу чергу нам цікаві ринки з високим рівнем урбанізації та такою ж високою вартістю землі, тому поки що більшість наших потенційних клієнтів знаходяться не в Україні», — зазначає Валерій Яковенко.

Екзоскелет для фермерів

Однією з проблем аграріїв на сьогодні є старіння. Команди інженерів і вчених по всьому світу активно працюють над тим, щоб полегшити фермерам похилого віку фізичну роботу в полі та зменшити навантаження. Команда інженерів з Virginia Tech працює над легкими і простими у використанні екзокостюмами, які зменшують тиск на коліна і спину фермера. Інша група створює роботизовану рукавичку, щоб допомогти фермерам з артритом.

Таким чином, дуже скоро настане той день, коли роботи стануть більш доступними і ефективними помічниками аграріїв по всьому світу.

Анастасія Кирієнко, Людмила Лебідь, AgroPortal.ua