Dzięki rozwiązaniom z zakresu robotyki nadchodzi rewolucja w rolnictwie precyzyjnym
Finansowany ze środków UE projekt ECHORD++ jest pionierską, stanowiącą odpowiedź na zapotrzebowanie innowacją technologiczną, której zadaniem jest zachęcanie do opracowywania nowych rozwiązań z zakresu robotyki, aby wyjść naprzeciw palącym problemom społecznym i środowiskowym. Cel ten jest osiągany poprzez finansowanie wielu projektów badawczych ukierunkowanych na zastosowanie, zwanych „eksperymentami”. Niektóre z nich koncentrują się na kwestii rolnictwa precyzyjnego. Dwa z tych podprojektów mają na celu wykorzystanie potencjału robotyki, aby osiągnąć wydajność produkcji żywności, właściwą dla XXI wieku. Selektywne zbiory z wykorzystaniem robotyki W ramach pierwszego z tych podprojektów, GAROTICS, opracowano system robotyki, służący do selektywnego zbierania szparagów zielonych. Zbiór selektywny szparagów przeprowadzany jest, gdy uprawy osiągną odpowiednią wysokość. Ze względu na konieczność pozostawienia młodszych, mniejszych łodyg w stanie nienaruszonym, proces ten powinien być przeprowadzany ręcznie. Jest to wymagająca i czasochłonna procedura, co oznacza, że rolnicy muszą zmagać się z brakiem rąk do pracy i wysokimi kosztami przetwarzania. W odpowiedzi na te problemy, w ramach projektu GAROTICS opracowano zrobotyzowaną żniwiarkę, wyposażoną w kamerę do podglądu szparagów i dwa narzędzia do zbierania. Oba narzędzia wyposażone są w dwa ostrza na dole, które rozmieszczone są w taki sposób, aby pracowały jak nożyce. Celem było zwiększenie możliwości wizyjnych robota, tak aby w sposób niezawodny i solidny identyfikował łodygi szparagów, które są gotowe do zebrania, a także zwiększenie wydajności zbiorów poprzez wyposażony w wiele narzędzi, wizyjny mechanizm zbierający. – Przeprowadzone testy w terenie wykazały niezawodność zrobotyzowanych zbiorów selektywnych, – powiedział członek zespołu GAROTICS dr Holger Raffel z Uniwersytetu w Bremie w Niemczech. – Odkryliśmy możliwość zamontowania na maszynie wielu narzędzi do zbierania, które mogą pracować w różnych warunkach środowiskowych, co jest ważne biorąc pod uwagę krótki czas zbiorów. Projekt udowodnił, że zautomatyzowany system zbiorów umożliwia szybsze, tańsze i dokładniejsze zbieranie szparagów. Współpracujące roboty rolnicze W ramach projektu MARS, drugiego z programów pilotażowych zajmujących się rolnictwem precyzyjnym, opracowano małe, uproszczone roboty rolnicze, które, współpracując ze sobą, mogą zwiększyć wydajność produkcji. Zidentyfikowano trzy kluczowe cele: optymalizacja rolnictwa precyzyjnego w celu zredukowania zużycia nasion, nawozów i pestycydów; redukcja wpływu na środowisko i zużycia energii przez ciężkie maszyny; a także wykorzystanie automatyki w celu przewidywania wyzwań wynikających ze zmian klimatu i ewentualnych braków umiejętności. Kolejnym kluczowym celem projektu MARS było uproszczenie obecnych prototypów robotów stosowanych w rolnictwie precyzyjnym. Zostało to osiągnięte poprzez minimalizację wykorzystania czujników pokładowych. – Opracowaliśmy algorytmy sterowania i narzędzia do optymalizacji procesu, które są dostępne w chmurze i wykorzystują precyzyjną technologię opartą na GPS, – wyjaśnia partner projektu MARS, prof. Christian Schlegel z Hochschule Ulm w Niemczech. – Wszystkie działania mają na celu znacząco zredukować koszty pełnych systemów, torując drogę robotom, które stanowią realną alternatywę w dziedzinie rolnictwa. Roboty współpracują w grupie, a kluczową zaletą tej technologii jest radykalne zmniejszenie wagi i rozmiaru w porównaniu do konwencjonalnego wyposażenia rolniczego. Używanie robotów do przeprowadzania zadań związanych z rolnictwem zwiększa również bezpieczeństwo. – Przewidujemy, że przyszłością rolnictwa nie są wielkie maszyny, a floty robotów, których obsługa i skalowanie są znacznie sprawniejsze, – dodaje Schlegel. W ramach eksperymentu MARS wykorzystano proces siewu kukurydzy, który został przeprowadzony przez dwa roboty. Projekt udowodnił, że flota robotów jest w stanie wykonać to zadanie, spełniając wszystkie istotne kluczowe wskaźniki wydajności. – Należy wziąć pod uwagę, że nie jest to zwykłe rozwiązanie z zakresu robotyki, ale takie, które jest w pełni zintegrowane z procedurami pracy rolnika oraz potrzebami w zakresie rolnictwa, – podsumowuje Schlegel.
Słowa kluczowe
Rolnictwo, rolnictwo precyzyjne, robotyka, roboty, automatyzacja, czujniki, maszyny, MARS, GAROTICS, echord, ECHORDPLUSPLUS
