Роботизация сельского хозяйства - зачем это нужно и чего ожидать
02.04.2016По мере того, как на планете растет популяция роботов, момент, когда машины станут основным производителем пищи - это лишь спор о времени, когда это станет очевидно. На картинках ниже показано, как может происходить робо-революция в сельском хозяйстве в период до 2050 года, почему она необходима, и каких результатов позволит добиться.
Сейчас фермерские хозяйства планеты дают порядка 360 млн тонн пищи в год. К 2050 году требуется обеспечивать не менее 1,2 млрд тонн пищи в год. Без роботов эта задача не может быть решена.
Если сегодня требуется обеспечивать продовольствием порядка 7 млрд человек, к 2050 году, если не случится серьезных войн, нужно будет снабдить продуктами питания население в количестве 8.9 - 9.7 млрд человек.
Сельскохозяйственное производство является неэффективным, неоходимы существенные изменения, чтобы оно соответствовало будущим потребностям человечества. Использование роботов существенно повысит эффективность фермерства.
Сейчас фермеры должны ограничивать воздействие сельского хозяйства на климат, особенно на него влияет тяжелая сельхозтехника. Робототехника, спроектированная с прицелом на энергоэффективность, в перспективе сможет заменить тяжелую сельскохозяйственную технику.
Защита почвы
В настоящее время до 25% пригодной к земледелию земли на планете в значительной степени подверглось эрозии, водной деградации и потере биоразнообразия.
К 2050 году можно надеяться на восстановление до 54% поврежденных земель за счет использования экологических практик земледелия.
Уплотнение
До 90% энергии, которая сегодня тратится на культивацию, используется для восстановления состояния почвы, уплотненной тяжелой техникой.
Автономные роботрактора, как ожидается, будут меньше и более маневренными, а маршруты их движения оптимальными с точки зрения достижения максимальной эффективности и минимального повреждения почвы.
Случайный трафик и его негативное воздействие на почву
До 96% поля сегодня подвергается уплотнению шинами в "случайных перемещениях" по полю тяжелой сельхозтехники.
Летающие беспилотники, оснащенные системами технического зрения могут решать на поле самые различные задачи (анализ состояния растений, затопления, засоления, дисбаланс удобрений и т.п.), не оказывая на почву какого-либо воздейстия. С беспилотников можно проводить опрыскивание растений.
Управление затратами воды
В настоящее время в сельском хозяйстве используется много воды и химикалий. Кроме того, традиционные подходы к земледелию требуют применения большого числа ядохимикатов, как вносимых в землю, так и распыляемых с возуха для борьбы с вредителями.
В будущем появится возможность существенной экономии расхода воды, что уменьшит также расходы на снабжение и логистику. Роботы с микрокапельными распылителями могут обеспечить сокращение необходимых ядохимикатов на 99.99% за счет использования системы прицельной обработки растений, когда химикат наносится только на листья.
Посадка сельскохозяйственных культур
Современное сельское хозяйство требует от фермеров применения тяжелой сельхозтехники.
Растениеводство зачастую не является точным, плуг зачастую повреждает посевы даже при небольших отклонениях комбайна от курса.
В будущем ожидается переход на использование роев автономных микро-роботов, которые смогут работать на поле, как единая команда. Робот для работы на поле по-производительности будет превосходить человека примерно в 20 раз, одновременно работая быстрее и точнее.
Сбор урожая
В процессе посадки и сбора урожая фермерам требуются немалые трудовые ресурсы. Найм сезонных работников - немалая проблема для современных фермеров.
До 60% собираемого урожая не достигает качества, необходимого для его успешной продажи.
Собранные овощи и фрукты требуют сортировки по размеру и качеству, что увеличивает затраты времени и труда, приводя к росту стоимости урожая.
В перспективе роботы, специализированные для сбора урожая, сделают возможной работу без привлечения сезонных работников, что значительно упростит логистические процессы на ферме.
Роботы смогут в автономном режиме проводить предварительную оценку урожая, что позволит сбор плодов в нужном объеме и необходимого качества в заданный момент времени.
Уборочный робот способен осуществлять сортировку и упаковку собираемой культуры непосредственно в точке сбора, ускоряя процесс, повышая качество продуктов и снижая затраты труда людей.
Уже сегодня на отдельных фермах можно встретить сельскохозяйственных роботов, но большинство моделей все еще находятся на стадии "для поклонников высоких технологий", а не на этапе "для массового рынка". Если эти модели и прототипы станут более совершенными и доступными по цене, можно будет с уверенностью утверждать, что роботизация сельского хозяйства не заставит себя ожидать.
Источники
The population of the world
World Population to 2300
2016 Robohub Focus on Agricultural Robotics
2014.01.09 Robot farmers are the future of agriculture, says government
2014 Farming with Robots 2050
2013.11.15 Robot Used to Round Up Cows is a Hit With Farmers
2013.10.25 Lay of the land: unmanned systems coming to commercial Agriculture
2013.10.25 Transformational Robotics and its application to Agriculture
2013.08.28 Human and Robot team up for High-tech Fruit Harvest
2013.07.15 How Robots May Rule Farms in Future
2013.07.09 Farms of the future Will Run on Robots and Drones
2013.06.04 Robots Will be Farming Within 40 Years
2012.09.20 Video: No driver needed for Kinze's Autonomous harvest system
2012.07.02 World agricultural equipment market agricultural machinery Demand to Rise 6.7% Annually Through 2016
2012.05.15 Take me to your fields: Robots on the farm
2011.12.27 Presenting the Robot Farmers Of The Future
2011.11.28 UN: farmers must produce 70% more food by 2050 to feed population
2011.01.01 Opportunity Agriculture: The Next decade
2011.01 The future of Food and Farming: Challenges and choices for global sustainability
2000.08.20 Measuring Vegetation
