Nowe roboty odmienią rolnictwo
Europejscy konsumenci oczekują zachowania czystości łańcucha dostaw i różnorodności biologicznej. Dlatego też konieczne jest ograniczenie do minimum nakładów na pestycydy i nawozy sztuczne i/lub zastąpienie ich ekologicznymi lub zrobotyzowanymi rozwiązaniami. Ponadto średni wiek rolników w Europie należy do najwyższych ze wszystkich sektorów, dlatego też rolnictwo musi przyciągać młodych ludzi atrakcyjnymi możliwościami pracy. Może w tym pomóc nowe zrobotyzowane rozwiązanie z dziedziny rolnictwa precyzyjnego, opracowane w ramach finansowanego ze środków UE projektu Flourish (Aerial Data Collection and Analysis, and Automated Ground Intervention for Precision Farming). Wykorzystanie robotów w rolnictwie precyzyjnym może nie tylko zwiększyć plony, ale także ograniczyć zależność od nawozów, herbicydów i pestycydów poprzez selektywne opryskiwanie pojedynczych roślin lub usuwanie chwastów. Wspieranie rozwoju rolnictwa Precyzyjne rolnictwo opiera się na technologiach umożliwiających optymalizację procedur pielęgnacji roślin, bez zwiększania nakładów pracy po stronie rolnika. Konsorcjum projektowe opracowało innowacyjne techniki rolnicze poprzez monitorowanie kluczowych wskaźników zdrowia upraw i ukierunkowanie leczenia wyłącznie na rośliny lub zarażone obszary, które tego wymagają. „W porównaniu z tradycyjnymi praktykami techniki uprawy precyzyjnej są dużo bardziej przyjazne dla środowiska i bardziej korzystne pod względem gospodarczym”, mówią koordynator projektu, prof. Roland Siegwart, i badacz, dr Inkyu Sa. Zważywszy na fakt, że większość stosowanych pestycydów to herbicydy do zwalczania chwastów, radykalne ograniczenie stosowania tych środków chemicznych i możliwość wykrywania części pola uprawnego, które są wolne od inwazji, przyczyni się do poprawy stanu zdrowia roślin uprawnych. Uprawa roślin przy wykorzystaniu dronów i robotów Ponieważ rozwój technik rolnictwa precyzyjnego jest bardzo aktywnym obszarem badań, celem projektu Flourish było zapełnienie luki między obecnymi i pożądanymi możliwościami robotów rolniczych. Konsorcjum projektu opracowało autonomiczny system rolniczy, opierający się na współpracy dronów i robotów, które monitorują uprawy i precyzyjnie usuwają chwasty. Nowo opracowany zrobotyzowany system łączy w sobie funkcje badania powietrznego dostępne w małych autonomicznych bezzałogowych statkach powietrznych (UAV) z możliwościami wielozadaniowych bezzałogowych pojazdów naziemnych (UGV). „Pojazd UAV, wyposażony w kamerę, różne czujniki, GPS i oprogramowanie statystyczne, może analizować różne cechy roślin uprawnych, takie jak wysokość, zwarcie drzewostanu i poziom chlorofilu, i dostarczać informacje związane z fenotypowaniem roślin”, wyjaśniają prof. Siegwart i dr Inkyu Sa. Dron może również rozróżniać uprawy i chwasty, a zaawansowane algorytmy umożliwiają mu optymalizację toru lotu. Gdy pojazd UAV zakończy swoje zadanie, przekazuje do pojazdu UGV informacje o obszarach, które wymagają uwagi. Wykorzystując dane dostarczane przez pojazd UAV prototypowy pojazd UGV, o nazwie Bonirob, autonomicznie przemieszcza się w swoim otoczeniu i wykonuje zadania w ustalonych lokalizacjach. Przykładowo może rozpylać pestycyd na wybrany obszar upraw, a w przypadku obecności chwastów może usunąć je mechanicznie, unikając stosowania niebezpiecznych herbicydów. Działanie pojazdu Bonirob opiera się na funkcji rozpoznawania obrazu. W oparciu o parametry, takie jak kolor, kształt i rozmiar rośliny, robot może ułatwić rolnikom klasyfikację roślin. Poprzez porównanie wzorców upraw i obrazów może również dokładniej rozróżniać pożądane rośliny i chwasty, nawet gdy ich wygląd znacząco się zmieni z powodu warunków pogodowych lub wzrostu. Obecnie członkowie zespołu projektu Flourish współpracują z użytkownikami końcowymi nad zdefiniowanie specyfikacji produktów i zapewnieniem zgodności interesów. Ponadto oceniają i optymalizują nowo powstały system, aby był bardziej niezawodny, łatwy w użyciu i wymagał mniej czasu na konfigurację. Członkowie projektu starają się również zwiększyć interoperacyjność z innymi produktami dostępnymi na rynku, wykorzystując standardowe protokoły komunikacyjne, takie jak system operacyjny robota. Pozwoli to na zminimalizowanie barier podczas wprowadzania systemu na rynek, gdy będzie już gotowy. Innowacje technologiczne w rolnictwie, takie jak te wprowadzony w ramach projektu Flourish, umożliwią rolnikom minimalizację zużycia substancji chemicznych i zapewnią zdrowsze zbiory i wyższe plony. Oczekuje się również, że system zmniejszy koszty ponoszone przez rolników i maksymalnie ograniczy niekorzystny wpływ uprawy roślin na środowisko.
Słowa kluczowe
Flourish, precyzyjne rolnictwo, uprawy, roboty, chwasty, bezzałogowy statek powietrzny, bezzałogowy pojazd naziemny, pestycydy