Сельское хозяйство всегда опиралось на данные - наблюдения за временами года, индивидуальные особенности растительных культур и животных, изменения погоды. Из года в год поколения фермеров полагались на мудрость и интуицию. В наши дни, человечество готовится обуздать и рационализировать эти области, добавив в уравнение инструменты Big Data, сенсорные системы, технологии “точного земледелия” и различную робототехнику. 

Дроны и спутники позволяют отслеживать заболевших животных, участки поля, нуждающиеся в удобрениях и ирригации, выявлять различные болезни посевов на ранних стадиях, недостаточность или избыточность полива, прогнозировать оптимальный момент для сбора урожая и так далее. Интеллектуальные сенсоры влажности, коммуницирующие с прочими элементами “умной” фермы через WiFi, обеспечивают экономию воды, а способная к обучению электроника распределяет удобрения и пестициды максимально точно и экономно. Иные системы присматривают за здоровьем скота.

Драйверы сельскохозяйственной автоматизации - стареющая рабочая сила, нехватка сезонных рабочих и климатические изменения. Ситуацию усугубляют и политические события - Brexit и новая жесткая миграционная политика США.

Кто же займется обслуживанием пустеющих полей будущего? Разумеется, роботы!

 

Системы для сбора плодов и ягод

Традиционные стереотипы рисуют громоздких и неуклюжих роботов - слишком грубых для того, чтобы аккуратно сорвать с кустика земляничину.

Подобные представления становятся архаикой - роботы Rubion от бельгийской компании Octinion используют алгоритмы компьютерного зрения для обнаружения спелых ягод, а затем собирают урожай при помощи мягких манипуляторов, распечатанных на 3D-принтере. Подобные системы используются в Объединенном Королевстве и в Нидерландах - одним из сложнейших испытаний для разработчиков станет перенос устройств из упорядоченных парников и теплиц под открытое небо.

 

Прополочные системы

Вспахивание оставалось основным методом борьбы с сорняками вплоть до 1900-х годов. Оно приводило к эрозии почв, выбросам углекислого газа, а также наращивало потребность в удобрениях. В прошлом веке на смену устаревшему подходу пришли гербициды - по мере того, как сорняки развивают толерантность к химикатам, доля использования подобных веществ достигает исторического максимума - равно как и затраты фермеров и химическая нагрузка на почву и организм потребителя.

Решение проблемы - прополочные роботы, например - детище калифорнийской компании FarmWise. 

Алгоритмы машинного обучения и компьютерного зрения позволяют системе осуществлять точечную механическую прополку, попросту исключая из процесса вреднейшие и дорогие химикаты. Подобная автоматика будет предоставляться фермерам в формате “роботизация как услуга”.

Следует отметить, что помимо механической прополки, прорабатываются и концепты точечного лазерного выжигания сорняков. Интересно будет взглянуть на роботов, которые справятся с сорняками, не повредят посевы, но смогут уверенно передвигаться по полю - в том числе, утопая в грязи.

 

LiDARы для фермерских хозяйств

“Роверы” EarthSense под названием TerraSentia, размеры которых не превышают габариты роботизированных газонокосилок, способны оперативно собрать все необходимые данные о состоянии посевов. Поля будут изучать примерно так же, как изучают поверхность Луны или Марса! Системы соберут всю необходимую информацию о состоянии здоровья посевов, их высоте и биомассе, а также выявят всевозможные заболевания на ранних стадиях.

 

Дроны

Развертывание летающих беспилотников сулит агропрому не меньшие выгоды, чем те, что в свое время принесло изобретение трактора. Коммерческое использование БЛА для аэрофотосъемки полей стартовало в начале 1980-х годов - теперь диапазон возможностей дронов пополнился построением 3D-моделей, формированием карт посевов и мониторингом их критических показателей.

Drone Deploy, например, задействует группы дронов для диагностики и улучшения состояния посевов, включая выявление болезней и вредителей. 

Калифорнийский PrecisionHawk приводит любопытное сопоставление - осмотр одного акра посевов силами фермера занимает порядка 11 часов, тогда как один БЛА способен осмотреть от 500 до 1 тыс. акров за меньшее время!

Помимо “разведки” и аналитики, БЛА используют для посадки растений, опрыскивания и ирригации.

 

Экзоскелеты

Средний возраст американского фермера колеблется в диапазоне от 50 до 58 лет - старение рабочей силы особенно бьет по малым и средним фермерским хозяйствам. 

Команда разработчиков из Политехнического университета Виргинии разрабатывают легкие и удобные экзоскелеты для фермеров, призванные минимизировать нагрузку на колени и спину. Другая группа исследователей работают над роботизированной перчаткой, призванной помочь фермерам с артритом. Разумеется, речь идет не о том, что одни и те же люди продолжат работать до тех пор, пока им не исполнится 90 лет - автоматика просто позволит им выполнять ту же работу в максимально комфортных условиях.

По материалам: smithsonianmag.com 

----

За новостями робототехники и ИИ удобно следить в телеграм-канале prorobots - основные новости; телеграм-трансляции, посвященных робототехнике, больше новостей - в телеграм-канале prorobotsRealTime - подпишитесь прямо сейчас. За новостями летающих беспилотников удобно следить в телеграм-канале proUAV .