Drony zamiast pasterzy. Automatyzacja zakładów rolniczych – jakie roboty przydadzą się na wsi?

Drony zamiast pasterzy –  jakie roboty przydadzą się na wsi? Freepik – AI-generated

Wrześniowy event AGRO SHOW zorganizowany pod Poznaniem był okazją do zaprezentowana nowoczesnych maszyn i rozwiązań, które mają zautomatyzować pracę rolników. W tym roku szczególną uwagę zwiedzających przyciągnęły tzw. maszyny precyzyjne, a także pokaz działania pojazdów autonomicznych.

Tym samym, podczas tej dużej branżowej imprezy wskazane zostały kierunki rozwoju polskiej wsi to: 

  • usprawnienie pracy na gospodarstwach,
  • możliwość szybkiego reagowania na zmiany pogodowe,
  • a także zwiększenie bezpieczeństwa osób, które na co dzień zawodowo zajmują się uprawami i zwierzętami hodowlanymi.

Do tej pory najbardziej znanymi robotami automatycznymi stosowanymi w rolnictwie były „inteligentne wozy paszowe”, które poruszają się samodzielnie po wyznaczonych trasach i wykonują zadania związane z dostarczaniem pożywienia dla zwierząt wedle zaprogramowanych wytycznych. Taki wóz z paszą kieruje się „po linii” namalowanej na podłodze lub jeździ zgodnie z wyznaczonymi liniami indukcyjnymi.

Jak łatwo się domyśleć, aby tego rodzaju asystent od karmienia zwierząt w ogóle pojawił się „w obejściu”, potrzebne jest odpowiednie przygotowanie pomieszczeń użytkowych – zaadaptowanie ich do wymogów działania nowych technologii. I wiele gospodarstw stopniowo poddaje się modernizacji, by w stodołach czy stajniach zapewnić godne warunki do wdrożenia innowacyjnych urządzeń.

Robot sam w dolinie

Z kolei do prac polowych przeznaczone są maszyny autonomiczne sterowanie np. za pomocą nawigacji satelitarnej, z użyciem sygnału GPS. Technologia RTK (Real-Time Kinematic) instalowana jest nawet w kosiarkach do trawy – co pozwala tym urządzeniom poruszać się precyzyjnie po wyznaczonym terenie, z dokładnością nawet do kilku centymetrów względem wyznaczonych granic.

Co istotne: roboty na polach czy rozległych trawnikach są przystosowane lepiej od człowieka do pracy w trudniejszych warunkach pogodowych (przy silnym wietrze lub podczas upałów). No i nie biorą urlopów, nie robią przerw na odpoczynek... Dlatego więc ciężko pracujący przy żniwach ludzie mają realną szansę na wsparcie maszyn w zakresie:

  • prowadzenia zbiorów,
  • dźwigania oraz zwożenia ciężkich produktów
  • i gospodarowania nimi w zoptymalizowany sposób.

Zrobotyzowany pomocnik rolnika

Wszystko to przekłada się na zwiększoną liczbę wniosków złożonych w sprawie dofinansowania do zakupu maszyny autonomicznej, czyli tzw. zrobotyzowanego pomocnika rolnika. Czym jeszcze może poszczycić się ów asystent gospodarza?

Wykonuje serię tych samych powtarzalnych zadań bez znużenia i bez błędu. Dzięki posiadanemu systemowi wizyjnemu i różnym czujnikom może na bieżąco:

  • pobierać informacje o zanieczyszczeniu gleby,
  • o pasożytach,
  • szkodnikach występujących na uprawach,
  • jak również o chorobach i skażeniach roślin.

I to zanim jakaś epidemia zdziesiątkuje sadzonki lub całkowicie zniszczy plantacje!

Zabiegi agrotechniczne wykonywane przez roboty

Innym przykładem zabiegów agrotechnicznych wykonywanych przez roboty są: punktowe pielenie i miejscowy odprysk zamiast używania pestycydów czy ostrej chemii w walce z chwastami na całym obszarze rolnym. Lepiej zrezygnować z toksycznej dla natury profilaktyki z użyciem środków chwastobójczych, a zastąpić ją miejscowym „działaniem leczniczym” tam, gdzie faktycznie pojawił się problem. 

Robot rolniczy

  • namierzy go,
  • zdefiniuje
  • i błyskawicznie usunie

– a przynajmniej tak zapewniają konstruktorzy maszyn autonomicznych.

Firma igus również stawia na automatyzację w rolnictwie. W ofercie przedsiębiorstwa znajdują się autonomiczne urządzenia wyspecjalizowane w uprawach pól lub w prowadzeniu upraw w pomieszczeniach (w ramach rolnictwa pionowego).

Robot żniwny pomoże zatem w pracach w polu, a wyspecjalizowane boty zbiorą np. ogórki hodowane „pod folią”. Ta technologia przyszłości nie dość, że:

  • odciąża ludzi w wykonywaniu ich codziennych obowiązków,
  • to jeszcze pozwala oszczędzić wodę podczas podlewania (za sprawą obiegu zamkniętego)
  • oraz optymalizuje szereg czynności koniecznych na etapie doglądania i pielęgnacji zbiorów.

Boty – konewki i monitoring upraw  

Boty w roli intuicyjnych konewek mają za zadanie podlać wszystkie wskazane rośliny, a wózek z nawozem czy automat wyrywający chwasty to cenni asystenci chętnie „zatrudniani” w zautomatyzowanych gospodarstwach.

Warto zauważyć, że współczesna uprawa roślin może przypominać działanie linii montażowych. I tak m.in. zioła, coraz popularniejsze w polskiej kuchni i farmacji, sadzone są w specjalnych kontenerach. Od momentu zasiania nasion, po ich wzrost i zbiór – zioła są doglądane czujnym okiem kamery. Przy ich wzroście wyeliminowane zostały procesy manualne, a zapewnienie optymalnych warunków rozwoju służy masowym uprawom.

Monitoring i automatyzacja prac rolniczo-ogrodniczych dotyczą również hodowli robaków, niezbędnych dla użyźniania gleb. Za sprawą urządzeń automatyzujących wylęgarnie robaki (potrzebne rolnikom do pracy w glebie) można hodować niezależnie od pogody.

Komponenty techniczne tworzące hodowle są odporne na zabrudzenia, a więc nie wymagają konserwacji, ciągłych napraw. Sortowanie „klanów robaków” odbywa się w pełni automatycznie, zanim taka żywa przesyłka trafi do klienta.

  • Higiena pracy,
  • zagwarantowanie larwom należytych warunków bytowych,
  • proste w obsłudze pojemniki lęgowe

– ten sektor hodowców również doczekał się wsparcia ze strony nowoczesnych technologii. Wiedza o konieczności prowadzenia uważnej pielęgnacji mikroorganizmów napędza rozwój techniki. To, co w rolnictwie wydaje się pozornie niezauważalne – ziarno czy dżdżownica w ziemi – ma wielką moc sprawczą. Robotyka kieruje się i w tę stronę.

Grzybnia za sterami

Technologia biohybrydowa wspiera uprawy – takie hasło przyświecało naukowcom z Cornell University, którzy opracowali roboty sterowane grzybnią, służące do:

  • monitorowania gleby,
  • optymalizacji nawożenia
  • i przygotowane do szybkiego reagowania na potrzeby roślin.

Urządzenia naszpikowane elektroniką nie wystarczą, żeby przewidywać przyszłe potrzeby upraw – działają tu i teraz, korzystając z pobranych już danych. Jednakże, gdy ich funkcjonowanie opiera się na właściwościach grzybni – roboty te będą w stanie reagować na chemiczne i biologiczne bodźce, a tym samym dopasują swoje działanie do panujących warunków środowiskowych.

Rewolucyjne rozwiązanie pozwoli w przyszłości szybciej i trafniej dobrać „metody wsparcia” dla upraw i zweryfikować, jakie długofalowe postępowanie pozwoli np. ocalić zbiory przed wysokim stężeniem w glebie azotu lub fosforu.

Grzybnia w porę też namierza rozkwit glonów i skażenie powietrza, „działa” więc w różnych środowiskach. A roboty w nią uzbrojone mają lekką obudowę (przypominającą pająka), są też elastyczne i z łatwością poruszają się po trudnym terenie. Mogą zatem dotrzeć do trudno dostępnych miejsc na różnego rodzaju plantacjach.

Rolnik szuka drona

Nad farmą w Linares, w Chile, od marca do maja latają jednostki bezzałogowe, które pomagają zbierać jabłka. To nie kadry z filmów science fiction, ale praktyczne zastosowanie nowych technologii w pracy sadownika. Nikt nie zbierze tyle owoców, co automaty – przekonują twórcy startupu o nazwie Tevel Aerobotics, który z sukcesem łączy:

  • robotykę,
  • uczenie maszynowe
  • i sztuczną inteligencję.

Cel projektu:

stworzenie robota, który będzie umiał odróżnić owoce znajdujące się na drzewach (tu pomocna jest analiza obrazu z kamer umieszczonych na dronach) i takie pokierowanie latającą maszyną, żeby zbierała tylko jabłka w określonym kolorze i rozmiarze.

Drony w sadzie działają całą dobę, owoce zbierają za pomocą przyssawek, a rolnik o dowolnej porze może monitorować przebieg prac. Pełny system „asystentów dla sadowników” składa się z ośmiu autonomicznych robotów, które zamontowane są na naziemnej platfomie – to tutaj, do kontenerów, trafiają jabłka zerwane z drzew i doniesione przez czuje drony. Zarówno tempo prac, jak i wysoka jakość wyselekcjonowanych zbiorów sprzyja rozgłosowi opisanego startupu.

Mimo sporych cen za cały osprzęt i dedykowane mu oprogramowane, inwestowanie w automatyzację rolnictwa zaczyna się opłacać – nowatorskie rozwiązania już przynoszą zyski użytkownikom. Jak podaje portal airborn.aero:

Wykorzystanie dronów jest coraz większe w różnych gałęziach gospodarki. Analitycy przewidują, że do 2026 r. wartość polskiego rynku dronów cywilnych osiągnie wartość aż 3,26 mld zł. Technologia dronowa została nawet wliczona do projektów Strategii na rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju (SOR), co świadczy o jej ogromnym potencjale. Także w sektorze rolniczym.

Bezzałogowe statki powietrzne najczęściej są używane do:

  • badania ilości i stanu plonów,
  • wykrywania szkód powstałych w wyniku działania dziko żyjących zwierząt czy warunków pogodowych,
  • kontroli oprysków pól i sadów.
drony nad pastwiskiem źródło: Canva

Mobilność tych urządzeń sprawia, że pomiary upraw na dużych powierzchniach są łatwiejsze do wykonania, a pozyskane dane można błyskawicznie przetworzyć. Dotyczy to również lotów patrolowych dronów nad stadami zwierząt hodowlanych.

  • Poszukiwanie zaginionych owiec,
  • kontrola terenu pod względem bezpieczeństwa
  • czy rutynowe liczenie osobników w stadzie

zostały ułatwione dzięki tym niedużym obiektom latającym.

Jak twierdzą behawioryści, drony są lepiej przyjęte przez zwierzęta niż np. helikoptery czy samochody terenowe, których używa się na rozległych terenach do monitorowania koni, owiec, krów itd. Bezgłośne drony w roli fruwających pasterzy sczytują obraz (przeprowadzają mapowanie) i przekazują informacje do systemu, dzięki temu właściciele wypasanych zwierząt mają nad nimi pełną kontrolę.

Monitorowanie i mapowanie terenu za pomocą dronów 

Po wielowirnikowce specjalizujące się w fotogrametrii bardzo chętnie sięgają leśnicy, a także przyrodnicy, żeby prowadzić obserwacje zwierząt dzikich, żyjących w rozproszeniu. Ocena warunków panujących w danej biosferze, a także jej monitorowanie z powietrza przyśpiesza podjęcie decyzji o rozwoju stada albo o jego preferencjach bytowych.

Jeśli opierać się na informacjach z branżowych serwisów, widzimy że współczesny rolnik to inwestor, który próbuje część swojej pracy scedować na działanie innowacyjnych urządzeń. W rękach trzyma tablet z programem do sterowania autonomicznymi robotami (zbieraczami i siewcami), korzysta z nowoczesnych technologii, by czuwać nad dojrzewającymi zbiorami. Jest też otwarty na wdrożenie rozwiązań poprawiających jakość środowiska naturalnego. Szuka różnych dofinansowań, aby zautomatyzować swoje gospodarstwo. Wkracza więc w epokę stopniowej automatyzacji rolnictwa. A nad nim lata dron.

Przyszłość robotyki rolniczej w PL

Dr inż. Jacek Skudlarski ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie (prowadzący fanpage Rolnictwo 4.0 – rolnictwo przyszłości) w swoim artykule zatytułowanym Dlaczego na wsi stosuje się roboty?, pisanym dla portalu energiadlawsi.pl, wylicza kilka czynników, które będę wspierać proces robotyzacji polskich wsi: rozwój Internetu (internetu rzeczy) i wdrożenie technologii 5G (zwłaszcza dążenia do zastosowani z SI w urządzeniach wspierających pracę rolników).

Może to oznaczać, że już niebawem w zbiór warzyw czy owoców nie będą zaangażowani ludzie wspierani przez zdalnie sterowane wózki i wysięgniki, ale te same czynności wykona za nas humanoidalny robot, który bez problemu napełni skrzynie jabłkami bądź marchewką, a potem bezobsługowo dostarczy palety do magazynów. I zaraportuje o efektach swoich działań. Dr inż. Skudlarski zauważa: – Przemysł robotyki rolniczej stale się rozwija. W 2020 r. wartość rynku robotów oszacowano na 4,6 mld dol. Przewiduje się, że do 2025 r. wartość ta wzrośnie do 20,3 mld dol. (...) Trend w robotyce rolniczej ma charakter wzrostowy.

źródło: Materiały redakcyjne

Tagi artykułu

elektrotechnik AUTOMATYK 10-11-12/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę