Efektywność i innowacje w rolnictwie: Odkrywanie świata robotyki rolniczej
Przegląd
Wykorzystanie aplikacji robotyki w projektowaniu maszyn i realizacji zadań doprowadziło do wzrostu badań i inwestycji w zastosowanie maszyn rolniczych w rolnictwie precyzyjnym. Obsługa, kierowanie i kontrolowanie autonomicznych maszyn w celu wykonywania zadań rolniczych znane jest jako precyzyjne rolnictwo autonomiczne. To wzbudza zainteresowanie robotyką rolniczą. Oczekuje się, że pojazdy autonomiczne odegrają kluczową rolę we wszystkich zastosowaniach rolnictwa precyzyjnego w najbliższej przyszłości.
Automatyzacja i robotyka mają duży potencjał, aby pomóc społeczeństwu w zaspokojeniu jego potrzeb w zakresie produkcji rolnej w 2050 roku. Przez ostatnie 60 lat roboty miały zasadnicze znaczenie dla zwiększania produktywności i obniżania kosztów w produkcji przemysłowej i towarowej. Podobny trend pojawił się w rolnictwie w ciągu ostatnich 20 lat, a samokierujące się traktory i kombajny oparte na GPS i wizji są już dostępne na rynku. Rolnicy ostatnio zaczęli testować autonomiczne systemy, które automatyzują lub ulepszają procesy takie jak przycinanie, przerzedzanie i zbiory, a także koszenie, opryskiwanie i zwalczanie chwastów.
W 2020 roku globalny rynek robotów do profesjonalnych usług wygenerował 6,7 miliarda dolarów amerykańskich przychodów (metoda próbkowania), co stanowi wzrost o 12% w porównaniu z rokiem poprzednim. Sprzedaż nowych robotów do obsługi konsumentów wzrosła w tym samym czasie o 16% do 4,4 miliarda dolarów. Stwierdza to Międzynarodowa Federacja Robotyki w raporcie World Robotics 2021 – Roboty usługowe (IFR).
Zastosowania robotów rolniczych
Automatyzacja tych aplikacji może być jednak trudna. Na przykład system robotyczny przeznaczony do zbierania słodkiej papryki napotyka wiele trudności. W trudnych warunkach, w tym w kurzu, zmiennym natężeniu światła, zmianach temperatury i ruchu wywołanym przez wiatr, systemy wizyjne muszą lokalizować i oceniać dojrzałość papryki. Ale zebranie papryki wymaga czegoś więcej niż tylko najnowocześniejszej technologii wizyjnej. Aby ostrożnie chwycić i umieścić paprykę, ramię robotyczne musi poruszać się w środowisku o podobnej liczbie zagrożeń. W porównaniu z podnoszeniem i umieszczaniem metalowych części na linii montażowej, proces ten jest bardzo różny. Ramię robota rolniczego musi być wystarczająco dokładne, aby uniknąć uszkodzenia papryki podczas jej zbierania, i wystarczająco elastyczne, aby działać w dynamicznym środowisku.
Czynniki napędzające rynek i ograniczenia robotyki w rolnictwie
Ze względu na malejące zainteresowanie rolnictwem i rosnącą liczbę starszych rolników, w ostatnich latach zmniejszyła się liczba pracowników w rolnictwie. Rolnicy są pod presją utrzymania produkcji w odpowiedzi na rosnący popyt na świeże produkty, ponieważ liczba pracowników rolnych nadal spada. Ponadto trend w kierunku mniejszego zatrudnienia powoduje wzrost płac.
W wyniku niedoboru siły roboczej zainteresowane strony zastanawiają się, jak zmodernizować gospodarstwa. Na przykład, według raportu American Farm Bureau Federation (AFBF), 56% amerykańskich gospodarstw rolnych korzysta obecnie z agrotechniki, a ponad połowa z nich powołuje się na niedobór siły roboczej. Czujniki bezprzewodowe, robotyka, predykcyjne modele prognozowania i analityka danych to niektóre z najnowocześniejszych zastosowań agrotechniki. W rezultacie rosnące płace i niedobory siły roboczej napędzają ekspansję rynku.
Podsumowanie
Różne roboty rolnicze usprawniają praktyki rolnicze i rozwiązują konkretne problemy, które przyniosą korzyści rolnikom (np. oszczędność czasu, pracy, pieniędzy i produktów). Na całym świecie liczni badacze, inżynierowie i startupy pracują nad udoskonaleniem obecnej technologii i stworzeniem zupełnie nowych, najnowocześniejszych robotów do jeszcze większej liczby zastosowań w rolnictwie.
Autor: Divyansh Tiwari