Roboty podają pomocną dłoń europejskim mikrogospodarstwom
Mikrogospodarstwa mogą oferować wysoką wydajność upraw oraz produkty dostosowane do potrzeb lokalnych rynków, a także dostawy w modelu „just-in-time”, trafiające do odbiorców wtedy, kiedy ich potrzebują – innymi słowy, mają możliwości, których nie mogą zaoferować duże, konwencjonalne gospodarstwa. Prowadzenie mikrogospodarstwa jest atrakcyjne dla przedsiębiorczych rolników, między innymi ze względu na fakt, że przyciągają one konsumentów wysokowartościowymi produktami ekologicznymi i specjalistycznymi. Niektórzy mogą uprawiać nawet 100 różnych roślin uprawnych na obszarze zaledwie 5 hektarów. Niestety, nawet mikrogospodarstwa stawiają czoła problemom, takim jak brak zasobów i duża pracochłonność upraw, co często przekłada się na negatywne skutki zdrowotne, w tym choroby kręgosłupa. Zespół projektu ROMI (RObotics for MIcrofarms) zebrał konsorcjum podmiotów, których celem jest wdrożenie przystępnych cenowo autonomicznych narzędzi, które pozwolą rolnikom na realizację precyzyjnych prac, zgodnie z ich zapotrzebowaniem. Rozwiązania rozwijane w ramach projektu obejmowały zarówno konfigurowalną platformę do sterowania inteligentnymi narzędziami zarządzania gospodarstwem, łazika naziemnego, robota przemieszczającego się po linie oraz skaner fenotypów, pozwalający na dokładne modelowanie roślin.
Badania terenowe
Łazik oparty na zasilanej akumulatorami platformie opracowanej przez firmę Sony CSL jest lekki, ale wystarczająco wytrzymały, by pracować w glebie za pomocą narzędzia obrotowego. Jego system sterowania opiera się na otwartym kodzie opracowanym przez programistów w ramach projektu. Dopełnienie systemu stanowi robot z kamerą poruszający się wzdłuż poziomej linii zawieszonej nad ziemią. Może być wykorzystany w miejscach, w których zastosowanie dronów mogłoby nastręczać zbyt wielu problemów, na przykład w strefach otaczających lotniska. „Było dla nas jasne, że rolnicy potrzebują nowego rozwiązania, które nie będzie kolejnym dronem. Nasz robot może pracować niemal bez ustanku. Może być ładowany przy pomocy stacji ładującej, a w razie potrzeby ręcznej interwencji, może wysłać rolnikom odpowiednie ostrzeżenie”, wyjaśnia koordynator projektu Jonathan Minchin, badacz instytucji IAAC w Barcelonie, będącej gospodarzem projektu. Oprogramowanie opracowane w ramach projektu pozwala na analizowanie obrazów gromadzonych przez robota i tworzenie map, które pomagają łazikowi orientować się w terenie w czasie pielenia lub identyfikacji roślin. Cały system opiera się na pulpicie, który pozwala rolnikom na sterowanie łazikiem i robotem, a także na gromadzenie informacji i wizualizację danych spływających do systemu z poziomu wybranego urządzenia. „Rolnicy mogą dostosować nasz system, który jest dostępny w modelu otwartoźródłowym, do swoich własnych gospodarstw i rynków. Co więcej, cały czas mają pełną kontrolę nad swoimi danymi – nie muszą opierać się na drogich usługach świadczonych przez podmioty zewnętrzne”, dodaje Minchin.
Zachęcanie nowych rolników
Opracowany w ramach projektu ROMI skaner fenotypów oparty na algorytmach sztucznej inteligencji pozwala na tworzenie precyzyjnych i dokładnych modeli roślin, obserwację trajektorii ich rozwoju i identyfikację poszczególnych części, w tym owoców, liści czy łodyg. Ta ostatnia zdolność jest kluczem do automatycznych zbiorów plonów, a także do wykrywania chorób. Niemiecki Uniwersytet Humboldta, jeden z partnerów projektu, dostarczył dodatkowe algorytmy adaptacyjnego uczenia się, aby zoptymalizować ruch kamery skanera. Łazik oraz robot zostały opracowane we współpracy z rolnikami z Chatelain Maraîchage – ekologicznego gospodarstwa we Francji, a także Valldaura Labs w Barcelonie. Skaner fenotypów został przetestowany zarówno na prawdziwych, jak i na wirtualnych roślinach przez biologów zajmujących się rozwojem roślin, zatrudnionych w ośrodkach CNRS oraz INRIA. „W ramach badań polowych, udało nam się wykazać, że nasz łazik pozwala na skuteczne pielenie upraw sałaty przy wielu rodzajach nasadzeń. Z kolei skaner pozwala na skuteczną automatyzację czasochłonnego procesu pomiaru roślin, dzięki czemu jest przydatny zarówno w laboratorium, jak i w polu”, zauważa Minchin. Pomagając właścicielom mikrogospodarstw w usprawnieniu zarządzania uprawami bez konieczności ponoszenia nadmiernych wydatków, projekt ROMI wspiera ich zrównoważony rozwój. „Chcemy sprawić, by rolnictwo stało się bardziej atrakcyjne dla młodych ludzi”, dodaje Minchin. „Rolnictwo jest co prawda sektorem opartym na tradycjach, a zmiany zajmują często dużo czasu, ale widzimy prawdziwą chęć rolników do wdrażania rozwiązań robotycznych w mikrogospodarstwach”. Konsorcjum ROMI chce obecnie uzyskać dodatkowe finansowanie na dalszy rozwój opracowanych narzędzi i platform.
Słowa kluczowe
ROMI, mikrogospodarstwo, robot, łazik, robot linowy, uprawy, rolnik, fenotypowanie, skaner, dron, roślina, pielenie
