Wydajność i innowacje w rolnictwie: odkrywanie świata robotyki rolniczej
Przegląd
Zastosowanie robotyki w projektowaniu maszyn i wykonywaniu zadań doprowadziło do wzrostu badań i inwestycji w zastosowanie maszyn rolniczych w rolnictwie precyzyjnym. Obsługa, kierowanie i sterowanie autonomicznymi maszynami w celu wykonywania zadań rolniczych jest znane jako precyzyjne autonomiczne rolnictwo. Budzi to zainteresowanie robotyką rolniczą. Przewiduje 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 potrzeb w zakresie produkcji rolnej w 2050 roku. W ciągu ostatnich 60 lat roboty miały zasadnicze znaczenie dla zwiększenia produktywności i obniżenia kosztów w produkcji przemysłowej i towarów. Podobny trend pojawił się w rolnictwie w ciągu ostatnich 20 lat, a samojezdne traktory i kombajny oparte na GPS i wizji są już dostępne na rynku. Ostatnio rolnicy zaczęli testować autonomiczne systemy, które automatyzują lub usprawniają procesy takie jak przycinanie, przerzedzanie i zbiór, a także koszenie, opryskiwanie i zwalczanie chwastów.
W 2020 roku globalny rynek profesjonalnych robotów usługowych wygenerował 6,7 miliarda dolarów amerykańskich przychodów (metoda próbkowania), co stanowi wzrost o 12% w stosunku do roku poprzedniego. Sprzedaż nowych robotów usługowych dla konsumentów wzrosła w tym samym czasie o 16% do 4,4 miliarda dolarów. Stwierdza to Międzynarodowa Federacja Robotyki w raporcie World Robotics 2021 – Service Robots (IFR).
Zastosowania robotów rolniczych
Automatyzacja tych zastosowań może być jednak trudna. Na przykład, system robotyczny przeznaczony do zbierania słodkiej papryki napotyka wiele trudności. W trudnych warunkach, w tym zapyleniu, 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 robota musi poruszać się w środowisku o podobnej liczbie zagrożeń. W porównaniu do podnoszenia i umieszczania metalowych części na linii montażowej, proces ten jest zupełnie inny. Rolnicze ramię robota musi być wystarczająco dokładne, aby uniknąć uszkodzenia papryki podczas jej zbierania, a jednocześnie wystarczająco elastyczne, aby działać w dynamicznym środowisku.
Czynniki napędzające rynek i ograniczenia robotyki rolniczej
Ze względu na malejące zainteresowanie rolnictwem i rosnącą liczbę starszych rolników, w ostatnich latach zmniejszyła się siła robocza w rolnictwie. Rolnicy są pod presją, aby utrzymać produkcję w odpowiedzi na rosnący popyt na świeże produkty, ponieważ populacja pracowników rolnych nadal spada. Ponadto trend w kierunku mniejszego zatrudnienia powoduje wzrost wynagrodzeń za pracę.
W wyniku niedoboru siły roboczej interesariusze rozważają, w jaki sposób zmodernizować gospodarstwa. Na przykład, według raportu American Farm Bureau Federation (AFBF), 56% gospodarstw w USA korzysta obecnie z agrotechnologii, przy czym ponad połowa z nich powołuje się na niedobór siły roboczej. Czujniki bezprzewodowe, robotyka, predykcyjne modele prognozowania i analityka danych to niektóre z najnowocześniejszych zastosowań agrotechnologii. W rezultacie rosnące płace i niedobór siły roboczej napędzają ekspansję rynku.
Wnioski
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 naukowcy, inżynierowie i start-upy pracują nad udoskonaleniem obecnej technologii i stworzeniem zupełnie nowych, najnowocześniejszych robotów do jeszcze większej liczby zastosowań rolniczych.
Autor: Divyansh Tiwari