Сельское хозяйство, в котором используются передовые технологии, не является противоречием. Современное сельскохозяйственное предприятие напоминает скорее технологический центр, подобный Силиконовой долине, с программными решениями для управления орошением, системами GPS для навигации тракторов, и даже с ушными метками, оснащенными RFID-чипами, для мониторинга скота. В этой цифровой трансформации ключевую роль играют сельскохозяйственные роботы.
Сельскохозяйственные роботы выполняют широкий спектр задач, включая сбор урожая яблок, клубники и салата, а также уничтожение сорняков. Дроны используются для съемки аэрофотоснимков, которые помогают фермерам оценить состояние посевов. Роботизированные теплицы, расположенные в тысячах миль от традиционных полей, выращивают овощи прямо на территории городских рынков, обеспечивая спрос на продукцию высокого качества.
Эти изменения происходят в условиях, когда фермеры сталкиваются с проблемой дефицита рабочей силы, а ожидаемый рост населения планеты с 7,7 миллиарда до 9,7 миллиарда к 2050 году создает потребность в увеличении производства продовольствия.
На первый взгляд может показаться, что уборка урожая идеально подходит для автоматизации. Это физически тяжелый процесс с высокой степенью повторяемости, что делает его привлекательным для использования роботов. Однако это не так просто. Сбор урожая также требует тонкой моторики и осторожного обращения. Многие фрукты легко повреждаются при сборе, особенно в жаркую погоду, а листовые овощи могут быть легко повреждены при неправильном обращении.
Большинство существующих роботов не обладают достаточной точностью для эффективного выполнения таких задач. Однако компании, занимающиеся агротехнологиями, работают над созданием решений для преодоления этой проблемы.
Tortuga AgTech
Местонахождение: Денвер, Колорадо Компания
Tortuga AgTech специализируется на поставке фермерам роботов, предназначенных для автоматизации различных задач, таких как идентификация и сбор спелых фруктов. Она заявляет, что ее технологические решения способны решить проблемы, связанные с нехваткой рабочей силы и растущими расходами, а также минимизировать риск повреждений, которые могут быть причинены человеческим фактором в процессе сбора урожая. Команда автономных роботов способна собирать фрукты с точностью до 98%, требуя только одного человека для надзора, сообщает Tortuga.
Harvest Automation
Местонахождение: Биллерика, Мэн
Компания Harvest Automation разработала свой первый продукт, ориентированный на быстрорастущий рынок садоводства. Робот HV-100, основанный на принципах поведенческой робототехники, выполняет важную, хотя и очень монотонную и трудоемкую работу по размещению контейнерных культур и растений. Растениям в теплицах необходимо определенное пространство между собой для обеспечения их здоровья и плодоношения, но излишняя плотность посадки может негативно сказаться на качестве урожая. Робот HV-100 создан для продолжения работы даже в условиях высоких температур и в сложных условиях питомников, где выращиваются декоративные растения, фрукты и овощи.
Harvest CROO
Местонахождение: Тампа, Флорида
Harvest CROO – это стартап в сфере робототехники, разработавший усовершенствованного робота для сбора клубники. Он использует несколько роботизированных компонентов для захвата листа, сбора ягод и их упаковки вместо одной руки. Технология компьютерного зрения помогает Harvest CROO различать спелые ягоды от недозрелых во время сбора. По их утверждениям, этот процесс происходит намного быстрее, чем при использовании человеческого труда.
Кембриджский университет
Сбор урожая салата-латука остается сложной задачей для автоматизации из-за хрупкости растений и их близкого расположения к поверхности почвы. Однако исследователи из Кембриджского университета добились прорыва с помощью разработки робота под названием "Vegebot", обладающего системой компьютерного зрения.
Его работа основана на сканировании салата-латука, после чего робот определяет, стоит ли собирать растение или нет. Вторая камера, расположенная рядом с ножом, направляет его так, чтобы не повредить растение. В то же время алгоритм машинного обучения обучает робота избегать недозрелых или больных экземпляров.
Fresh Fruit Robotics
Местонахождение: Израиль Компания
FFRobotics разрабатывает роботизированный комбайн для сбора фруктов на коммерческом рынке. Их роботизированная система использует компьютерное зрение для определения спелости фруктов и имитирует движения человеческой руки при сборе яблок. По данным компании, такой комбайн работает в 10 раз быстрее, чем человек. Хотя проект находится на стадии разработки, компания уже получила финансирование от исследовательской программы Европейского Союза "Горизонт".
Сельскохозяйственные роботы для прополки и кошения
Если вы когда-либо занимались уходом за собственным садом, то, вероятно, вам хорошо известно, что стрижка растений и борьба с сорняками являются важными, но и сложными задачами. Коммерческие агрономы также сталкиваются с этими проблемами, но в гораздо больших масштабах. Поэтому некоторые из них прибегают к использованию гербицидов.
Однако, учитывая, что с течением времени растения могут стать устойчивыми к химическим веществам, а потребители все чаще предпочитают продукты без химической обработки, такое решение не является идеальным. Кроме того, кошение больших участков занимает много времени. Вот почему роботы для борьбы с сорняками и кошения, включая технологии с продвинутым искусственным интеллектом, представляют собой привлекательное и перспективное решение.
Carbon Robotics Laser
Weeder от Carbon Robotics использует искусственный интеллект, компьютерное зрение и лазерную технологию для борьбы с сорняками. Эти косилки способны различать сорняки от культурных растений и использовать лазеры для уничтожения сорняков, не повреждая посевы. Компания утверждает, что их технология способна улучшить качество урожая и снизить расходы.
Scythe Robotics
Местоположение: Лонгмонт, Колорадо
Scythe Robotics производит автономные электрические косилки. Модель M.52 оснащена дюжиной датчиков, обеспечивающих полный анализ на 360 градусов, а также передовым искусственным интеллектом, который позволяет роботу избегать препятствий.
Naio Technologies
Naio Technologies разработала три различных робота, которые выполняют различные задачи — от помощи фермерам в обработке полей до прополки овощных культур и виноградников. Одним из ярких примеров является партнерство компании с Château Mouton-Rothschild, где на их виноградниках был внедрен робот Ted, специально разработанный для уничтожения сорняков.
Электрический и имеющий форму перевернутой буквы U, Ted отлично справляется с обработкой рядов виноградников, используя спутниковую навигацию RTK для точного движения по местности. Стандартные лезвия и пальцевые прополки позволяют ему удалять сорняки без повреждения виноградных лоз, что уменьшает необходимость в использовании гербицидов.
Nexus Robotics
Компания Nexus Robotics разработала автономного робота для выкорчевывания сорняков под названием R2Weed2, который использует искусственный интеллект для различения между сорняками и сельскохозяйственными культурами, удаляя первые и оставляя вторые. В процессе работы R2 также собирает данные, которые помогают фермерам в анализе почвы и мониторинге окружающей среды.
Дроны для аэрофотосъемки и посева семян
Использование аэрофотосъемки позволяет сэкономить много времени фермерам, предоставляя им возможность оценить состояние посевов с высоты птичьего полета. Это позволяет быстро выявить проблемы с растениями, присутствие вредителей, эффективность орошения и распространение сорняков. Кроме того, аэрофотосъемка позволяет точно определить необходимое количество пестицидов для обработки посевов.
American Robotics
Местоположение: Уолтем, Массачусетс
Одной из ведущих компаний в области агротехнологий является American Robotics, создавшая беспилотный аппарат Scout для аэрофотосъемки, который отличается высокой автономностью и простотой использования. Между полетами Scout находится в специальном защищенном контейнере, где автоматически производится зарядка и обработка данных. При вылете для анализа полей крышка контейнера открывается, и беспилотник, полностью управляемый искусственным интеллектом, отправляется в полет.
UAV Systems International
Местоположение: Лас-Вегас, Невада Компания
UAV Systems International предлагает два беспилотных летательных аппарата, предназначенных для разбрасывания семян и удобрений, с грузоподъемностью около 2 и 5 кг. Оба дрона обладают дальностью полета до двух миль и временем работы до 20 минут. Кроме того, компания предлагает дроны-опрыскиватели и беспилотные аппараты для наблюдения за состоянием посевов.
Дроны для посева облаков
Технология посева облаков заключается в стимулировании выпадения осадков. Идея возникла еще в 1946 году, когда доктор Бернард Воннегут обнаружил, что попадание частиц йодида серебра в облака может спровоцировать образование кристаллов льда, что, в свою очередь, может вызвать выпадение осадков.
Несмотря на начальные сомнения в эффективности этого метода, правительственные учреждения продолжают исследовать эту технологию. В 2017 году в рамках сотрудничества с компанией Drone America Исследовательский институт пустыни запустил беспилотный аппарат для посева облаков в горных районах США.
Национальный центр метеорологии (NCM) в Объединенных Арабских Эмиратах также использовал дроны для посева облаков путем высвобождения электрических зарядов. Эти заряды, аналогично йодиду серебра, стимулируют образование капель воды, способствуя выпадению осадков. Путем использования этого метода ОАЭ могут избежать загрязнения окружающей среды и достичь того же результата.
