В недалёком будущем в полях и на фермах появятся новые высококвалифицированные исполнители с функциями компьютерного зрения и искусственного интеллекта, способные работать без отдыха и присущих человеку ошибок.
Согласно докладу FAO, ограничения на передвижение людей, которые внесла пандемия коронавируса, оказали серьезное влияние на доступность сельскохозяйственной рабочей силы в странах ЕС, что стало очередным поводом для дискуссии о проблемах глобализации. Поскольку отказ от международной торговли и усиление самообеспеченности стран привёл бы к падению эффективности агропроизводства и росту цен на продовольствие, необходимо рассматривать альтернативные методы решения проблемы. Вместо заботы об обеспечении собственной продовольственной безопасности, страны ЕС взяли курс на финансирование разработки автономных роботизированных решений для замещения трудовой силы (рабочих-мигрантов).
Вектор развития решений робототехники
Сегодня роботы активнее появляются там, где есть проблемы связанные с трудовой миграцией. Большинство стартапов заняты разработкой автономных решений для сбора урожая или для борьбы с сорняками. Эти решения призваны помочь производителям плодоовощной продукции (фруктов, овощей, ягод).
Читайте также: ТОП-10 сельскохозяйственных роботов 2020 года
В Украине до последнего времени наблюдался дефицит решений для ягодных, садовых, тепличных бизнесов. Большинство продуктов ориентировалось на агрохолдинги и хозяйства с крупным и средним земельным банком, а среди внедряемых автономных инструментов преобладали БПЛА для дистанционного мониторинга. Однако эксперты ожидают скорый прорыв на украинский рынок решений робототехники именно для садово-ягодного производства.
Главная задача — оптимизация использования труда
.jpg)
Главная задача робототехники в агро не помочь сэкономить аграрию на найме сборщиков фруктов и ягод, но обеспечить оптимизацию труда и рабочих решений.
Каждый проектируемый робот рассчитан на то, чтобы отобрать у человека рутинную работу, но взамен спровоцировать появление новых рабочих мест для управления процессами производства. Таким образом, средний уровень квалификации работников занятых в аграрной отрасли будет повышаться.
В масштабах Украины можно говорить о том, что одна из задач внедрения автономных решений в удержании трудовых ресурсов внутри страны за счёт предложения более квалифицированной и высокооплачиваемой работы. Закрытия портов и нарушения стабильности поставок продовольственных грузов морским транспортом в 2020 году обнаружили узкие места логистических маршрутов. Локализация высокотехнологичных производственных мощностей в Украине — гарантия продовольственной безопасности стран ЕС.
Перспективы внедрения новых технологий
В Украине автономные устройства уже нашли своё применение, но пока мы говорим только о двух успешных кейсах:
- использование дронов как инструмента картирования (обмерные работы для паевого учёта, или для учёта земельного банка);
- использование дронов-опрыскивателей для внесения СЗР.
Уже этот опыт показывает, что успешность использования решения зависит от сопровождения и информационной поддержки, которую обеспечивает клиенту продавец. Какую бы робототехнику в дальнейшем не внедряли аграрии, самым ценным будет не сам робот, а процесс внедрения, создания инфраструктуры вокруг продукта, чтобы он выполнял свою функцию и приносил ценность. Реализовать потенциал технологии без помощи опытного интегратора практически невозможно.
В Украине есть специалисты и инфраструктура для внедрения роботов и дронов
В Украине хватает как интеграторов решений, так и разработчиков собственных механизмов, ПО, аналитических моделей.
Несколько лет назад мы начали продавать услугу анализа спутниковых данных посевных площадей (исторические данные вегетации), с целью определения потенциала урожайности для разных участков поля. Мы дифференцировали поля по рельефу и качеству почв и использовали информацию при планировании полевых операций (внесению СЗР и удобрений) исходя из потенциальной урожайности. Свою услугу мы также предлагали компаниям, которые занимались отбором проб для агрохимического анализа почвы (для составления сетки забора проб). Услуга пользовалась популярностью и в Украине, и за рубежом (в Германии). Сегодня такую услугу взяла себе на вооружение компания OneSoil, подобная же услуга тестируется в рамках совместного проекта компаний Xarvio и AgriLab. Это один из примеров создания в Украине рабочего продукта — аналитической модели
Спрос на технологии
С изменением климата растёт среднее количество обработок растений за сезон. Защита здоровья работников главный приоритет при эксплуатации дронов-опрыскивателей. Кроме самих дронов, которые позволяют удалённо контролировать обработку растений, создаются компоненты исключающие контакт с токсичными веществами на всех этапах выполнения работ. Так автоматический рефиллер ALR6 компании XAG наполняет ёмкости дронов для СЗР исключая даже возможность контакта человека с рабочим раствором.
Мониторинг роста культур с помощью дронов начинается с анализа всходов в апреле и заканчивается в конце октября. Пиковые нагрузки на БПЛА приходятся на середину июля и начало августа. Это период когда дроны практически не опускаются на землю.
Но не только использованием дронов ограничивается успешный опыт применения роботов и автономных решений в растениеводстве.
Мы работали в Днепропетровской области в промышленных теплицах на 4 га и выращивали розы на срезку. Обрабатывать растения необходимо было еженощно. Расположение растений в теплице не предполагало свободное передвижение людей между рядами и работники выполнявшие опрыскивание подвергались воздействию пестицидов. Из-за этого у компании возникали постоянные проблемы с персоналом. По сравнению с голландскими теплицами урожайность у нас была невысокая, и голландский консультант предложил нам приобрести робота для опрыскивания кустов. Робот находился в подвешенном состоянии над рядами и выполнял локальную обработку. Он работал в автономном режиме, перемещаясь с заданной скоростью. Благодаря подбору форсунки регулировалась интенсивность распыления. Эффективность работы и продуктивность производства теплицы увеличилась и мы работали с этим роботом до 2008 года
В интеграции дронов в производство заинтересованы украинские ягодные предприятия.
Наша ассоциация насчитывает свыше 200 садовых, ягодных и растениеводческих хозяйств площадью от 2 до нескольких сотен гектар в разных областях Украины. В прошлом году мы проводили демонстрационные работы по внесению СЗР с помощью дронов-опрыскивателей в фермерском хозяйстве "Надія сад" (Закарпатская область) на маточниках вегетативного размножения подвоев. Опыт был положительный и в этом году уже используем дроны для дополнительного опыления для промышленных насаждений фундука
Проблемы внедрения новых решений
Для того чтобы развивать использование дронов в растениеводстве необходимо развивать систему кооперации. Около 80% всех плодово-ягодных насаждений площадью 5–30 га. Одно такое хозяйство не в состоянии приобрести дрон и загрузить его работой. Целесообразнее совместное использование автономных механизмов. Второе, на что следует обращать внимание, подготовка специалистов. Она может выполняться на базе научных или учебных учреждений. В некоторых хозяйствах использование дронов "не пошло" только из-за человеческого фактора, где был необходимый уровень квалификации агронома был и эффект от их использования
Украинский рынок роботов для растениеводства
Сегодня наш рынок автономных высокотехнологичных решений для растениеводства только формируется, начинают появляться продуктовые предложения для аграриев от компаний предоставляющих услугу. Несмотря на то что рынок пока не сформирован даже на 1% от своего потенциального объёма, уже понятно что выигрывать будут решения, которые предложат не удешевление производства, а увеличение его эффективности. Воздушное внесение СЗР, востребованное сегодня, выигрывает за счёт:
- отсутствия технологических колей и потерь культур от вытаптываний наземной техникой;
- микромалообъёмного внесения и отсутствия контакта людей с СЗР.
Наземный дрон XAG R150 сейчас проходит испытания на украинских полях и должен стать следующим успешным продуктом на нашем рынке робототехники. Уже в этом сезоне ожидается спрос на услугу внесения СЗР дроном R150 со стороны садовых и плодово-ягодных хозяйств.
Дрон для наземного опрыскивания XAG R150
%20(1).jpg)
Робот-дрон XAG R150 предназначен для опрыскивания культур с помощью системы XAG JetSprayer. Первая задача, которая стоит перед всеми разработчиками робототехники для агро — навигация. R150 перемещается в пространстве с точностью до 1 см, придерживаясь запланированного маршрута. Для планирования маршрута могут использоваться данные аэрофотосъёмки, карта рядов и междурядий, или Obstacle Avoidance System (OAS, система избегания препятствий). Снаряжённая машина R150 весит около 350 кг и оснащена резервуаром для СЗР объёмом 100 л.
Логистические задачи для роботов
Помимо модификации для опрыскивания садов, R150 может выполнять логистические функции — навигация от растений к складу и обратно. Этот тип работ также востребован, это промышленное решение, презентация которого для виноградников уже состоялась в Украине для одного крупного агрохолдинга
Другое перспективное решение для сбора и транспортировки клубники сегодня разрабатывается украинскими специалистами. В компании Winstar Technology (Винница) более 1,5 года разрабатывают самоходную установку — робот Soil Bot.
Анализ рынка решений для ягодного бизнеса, выполненный специалистами компании, показал что есть свободная ниша рабочих решений для производителей клубники. В отличие от голубики, где автоматизирован практически весь цикл производства, промышленных решений по сбору и транспортировке клубники пока нет (есть лишь прототипы и стартапы) и украинский Soil Bot может стать одним из первых коммерческих решений.
Уже разработаны вторая версия самоходной установки и алгоритмы компьютерного зрения, которые решают задачу распознавания клубники, стеблей и листьев растения. Разработчики рассчитывают за 2 года доработать минимальную рабочую версию продукта и провести первые полевые испытания со сбором ягод.
.jpg)
Реализованный прототип платформы. Источник: winstars.tech
Мы ориентируемся в первую очередь не на украинский рынок. Мы оценивали объём мирового рынка клубники: на ручной сбор 1 кг клубники в среднем тратится $1, ежегодно в мире собирают около 10 млн. тонн ягоды, т.е. стоимость рынка $10 млрд.
Наш аппарат будет состоять из трёх модулей: самоходной платформы, которая сможет автономно передвигаться по полю с функцией компьютерного зрения (различать ряды и препятствия); манипулятора для сбора клубники с функцией компьютерного зрения, который должен распознавать местонахождение ягод и черенка (для срезания); логистического модуля обеспечивающего транспортировку клубники по платформе, чтобы уменьшить частоту отгрузки и обеспечивающего ротацию контейнеров для клубники, чтобы сократить время транспортировки ягоды с куста в контейнер
Ориентировочная продуктивность одного манипулятора Soil Bot должна равнять продуктивности сборщика ягод (около 10 кг/час). Платформа с 4 манипуляторами (модель наименьшего размера) сможет собрать 40 кг/час. Для увеличения скорости манипуляторы будут располагаться максимально близко к растениям.
Беспилотная роботизированная платформа "Скорпион АГРО"
Компания "ИНФОКОМ ЛТД" разрабатывает и производит беспилотные роботизированные платформы двойного назначения, первое назначение – военное, второе – сельскохозяйственное. Техника, которая создается для военных целей, долгое время простаивает, а беспилотные комплексы для АПК могут быть постоянно задействованы в работе, весной, осенью и летом.
Беспилотная роботизированная платформа "Скорпион АГРО" практически идентична платформе, которая используется для военных целей. Вместо турели, к роботизированной платформе подключается плуг или другое сельскохозяйственное оборудование. Платформа "Скорпион АГРО" отлично справляется с задачей вскопать поле и может работать автономно, двигаясь по заданному маршруту.
Комбинируя работу роботизированной платформы с летающим дроном можно осуществлять мониторинг обработанной земли, тем самым корректируя действия платформы "Скорпион АГРО". Оператор, управляющий роботизированными платформами может находиться в комфортных условиях и дистанционно руководить всем процессом.
Материал подготовлен на основе митапа "Дроны, роботы и деньги в сельском хозяйстве" проведённого в рамках Агро Инновационного клуба.
