Роботи в сільському господарстві – це сучасність

364

Багато питань та проблем, які в сучасному світі постають перед людством, намагаються вирішувати передові світові наукові організації у вигляді конкретних розробок, які для звичайної людини здаються фантастичними, але є революційними у результатах їх застосування. В наших умах, які сконцентровані переважно на особистому буденні та політичній сфері, поки що всі передові експерименти та відкриття – далеке майбутнє, про яке можна просто помріяти. Польоти в космос без ракет? Бездротова подача електрики? Безсмертя? Це вже не вигадки, шановні читачі.

Дуже цікавою на сьогодні інноваційною розробкою в аграрній науці, якій хочеться присвятити сторінку у нашому виданні, є сільськогосподарський робот, або агроробот. Основна область застосування роботів у сільському господарстві – період збирання врожаю. Роботи, що збирають фрукти, автономні трактори/розпилювачі, і роботи для стрижки овець, призначені для заміни людської праці. Індустрія сільського господарства відстає у використанні роботів від інших галузей, так як види робіт, зв’язані з сільським господарством, не “прямолінійні”, і багатоповторювані завдання кожен раз не зовсім ті ж самі. У більшості випадків безліч факторів (наприклад розмір і колір зібраних плодів) повинні бути розглянуті до початку виконання завдання. Роботи можуть бути використані для інших рослинницьких завдань, таких як обрізання, прополка/оранка, зрошення і моніторинг.

Сільськогосподарський робот МАР-1

Мобільний автономний робот (МАР-1) був створений Відділом сільськогосподарської робототехніки при Московському інституті інженерів сільськогосподарського виробництва імені В.П. Горячкіна на початку 1980-х років у СРСР.

Перша модель МАР-1 призначалася для обслуговування тваринницького комплексу. Робот був зроблений таким, що він міг користуватися існуючими проходами на фермах (розрахованими на людину), сучасним обладнанням, інструментом.

Висота робота – 1850 міліметрів, площа основи – третина квадратного метра. У нього є пара рук, які мають вісім ступенів свободи. Корпус автомата обертається в будь-яку сторону навколо вертикальної осі. Це додатково збільшує можливості «рук». Гідравлічні «м’язи» кожної руки піднімають до 75 кілограмів вантажу. Тактильні вимірювальні перетворювачі дозволяють пальцям реєструвати силу стиснення або удару в діапазоні від 0.0294 г до 112.7 кг, температуру від 0.4 до 180 градусів і вологість від 3 до 99 відсотків. МАР-1 зроблений збірним (знімні руки, агрегатовані насосно-гідравлічна, енергетична, навігаційна і локаційна підсистеми).

Внутрішній годинник подає МАР-1 команду про початок роботи. У пам’яті автоматичного оператора записана інформація про технологічний простір тваринницького комплексу, про всі проходи, входи і виходи, виробничі майданчики. Також є підсистема, яка не дає роботу збитися зі шляху. Прибувши на робоче місце, МАР-1 сам приєднується до електромережі, лінії зв’язку, пульту управління або ЕОМ. Під час роботи автоматичний пристрій контролює стан навколишнього середовища (вологість, загазованість) і тварин (температура, товщина підшкірного жиру).

Робот-фермер BoniRob

До сільськогосподарських агрегатів майбутнього є три основні вимоги: вони повинні вміти орієнтуватися, розуміти що знаходиться перед ними, і допомагати фермеру. Найлегша частина цього рівняння – перша. Порівняно недавно з’явилася технологія супутникової навігації RTK – GPS, яка дозволяє машині визначити своє місце розташування з точністю до двох сантиметрів. Арно Рукельсхаузен з Університету прикладних наук Оснабрюка (ФРН) розробляє її для модульного робофермера BoniRob. Цей чотириколісний апарат виявляє зелені рослини на тлі бурої ґрунту за допомогою спектральних камер. Він записує розташування кожного окремого паростка і періодично повертається, щоб перевірити, як у нього йдуть справи.

Дослідник планує направити своє дітище на боротьбу з бур’янами. Він збирається оснастити «БоніРоб» системою розпилення, схожою на ту, що працює в струменевих принтерах, і тоді листя непотрібних рослин отримуватимуть мікродози гербіциду. За розрахунками пана Рукельсхаузена, це скоротить використання хімікатів на 80 % і навіть з урахуванням вартості робота буде дешевше звичайної прополки. Додайте до цього очевидну вигоду для біорізноманіття: вони не вб’ють ті рослини, які нічим не завинили. Аналогічних вигод можна добитися і при використанні добрив. Польові випробування говорять про те, що датчики, які дозволяють визначити рівень азоту в тканинах рослини, дають можливість скоротити витрату добрив більш ніж на 80 %. Без зниження врожайності! До того ж, це означає більш чисті річки та інші водойми. Не кажучи вже про те, що виробництво добрив робить величезний внесок у вуглецеві викиди. Наступним кроком має стати розробка методів, які дозволять відрізнити бур’ян від культури. Наприклад, це можна робити за формою листа. Проекти такі є, але ведуться повільно. Салах Суккаріех з Австралійського центру польової робототехніки скаржиться на брак фінансування. Проте фахівець обіцяє закінчити роботу через три роки. Випробування апарату Danish HortiBot довели, що він здатний виявляти бур’яни і обробляти їх.

Ladybird з Австралії

Проект отримав назву Ladybird (божа корівка). Бюджет проекту склав $1 млн. Назва сільськогосподарського робота було продиктовано зовнішньою схожістю, завдяки сонячним батареям, що чимось нагадує крила божої корівки. В обов’язки робота входять контроль за процесом вирощування овочів на всіх стадіях, виявлення шкідників, а також (при необхідності) – видалення бур’янів. Робот оснащений системою лазерного наведення, інтегрованим автоматизованим маніпулятором, за допомогою якого можна буде збирати врожай. Ladybird може працювати і у нічний час, звільняючи фермера від прополки і боротьби з шкідниками, що раніше доводилося робити в основному вручну. Використання роботів в сільському господарстві багаторазово збільшує його ефективність і виводить на якісно новий рівень. Новинка вже викликала великий інтерес у австралійських фермерів.

В Японії Нобору Ногуті з Університету Хоккайдо очолює п’ятирічний проект з бюджетом в $ 8 млн. Експерти хочуть автоматизувати всі – від розсади до збору врожаю. У центрі уваги три головні культури Японії: рис, пшениця і соєві боби. До 2014 року заплановані перші польові випробування. У 2017-му машини повинні вийти на ринок. Пан Ногуті побоюється, що роботи можуть поранити перехожих або налякати худобу. Німецька корпорація Bosch допомагає йому у вирішенні цієї проблеми розробкою лазерних та ультразвукових систем моніторингу перешкод, щоб у потрібний момент апарат вдарив по гальмах. Є також думка забезпечити їх відповідними бамперами.

Підготувала Тетяна Бєлінська