Эффективность и инновации в сельском хозяйстве: изучение мира сельскохозяйственной робототехники
Обзор
Использование робототехники в проектировании машин и выполнении задач привело к увеличению исследований и инвестиций в применение сельскохозяйственной техники в точном земледелии. Эксплуатация, управление и контроль автономных машин для выполнения сельскохозяйственных задач известны как точное автономное земледелие. Это вызывает интерес к сельскохозяйственной робототехнике. Ожидается, что автономные транспортные средства будут играть центральную роль во всех приложениях для точного земледелия в ближайшем будущем.
Автоматизация и робототехника обладают большим потенциалом, чтобы помочь обществу удовлетворить свои потребности в сельскохозяйственном производстве в 2050 году. В течение последних 60 лет роботы играли важную роль в повышении производительности и снижении затрат в промышленном производстве и производстве товаров. Подобная тенденция возникла в сельском хозяйстве за последние 20 лет, и самоуправляемые тракторы и комбайны на основе GPS и машинного зрения уже есть на рынке. Фермеры в последнее время начали тестировать автономные системы, которые автоматизируют или улучшают такие процессы, как обрезка, прореживание и сбор урожая, а также кошение, опрыскивание и борьба с сорняками.
В 2020 году мировой рынок профессиональных сервисных роботов принес 6,7 миллиарда долларов США (метод выборки), что на 12% больше, чем в предыдущем году. Продажи новых потребительских сервисных роботов увеличились в то же время на 16% и составили 4,4 миллиарда долларов. Об этом говорится в отчете Международной федерации робототехники World Robotics 2021 – Service Robots (IFR).
Приложения сельскохозяйственных роботов
Автоматизация этих приложений может быть сложной задачей. Например, роботизированная система, предназначенная для сбора сладкого перца, сталкивается со многими трудностями. В сложных условиях, включая пыль, изменяющуюся интенсивность света, изменения температуры и движение, вызванное ветром, системы машинного зрения должны находить и оценивать спелость перца. Но для сбора перца требуется не только передовая технология машинного зрения. Чтобы аккуратно захватить и поместить перец, роботизированная рука должна перемещаться в среде с аналогичным количеством опасностей. По сравнению со сбором и размещением металлических деталей на сборочной линии, этот процесс сильно отличается. Сельскохозяйственная роботизированная рука должна быть достаточно точной, чтобы не повредить перец при сборе, и достаточно гибкой, чтобы работать в динамичной среде.
Драйверы рынка и ограничения сельскохозяйственной робототехники
Из-за снижения интереса к сельскому хозяйству и растущего числа фермеров старшего возраста в последние годы сократилась рабочая сила в сельском хозяйстве. Фермеры вынуждены поддерживать производство в ответ на растущий спрос на свежую продукцию, поскольку численность сельскохозяйственных рабочих продолжает сокращаться. Кроме того, тенденция к сокращению занятости приводит к повышению заработной платы.
В результате нехватки рабочей силы заинтересованные стороны рассматривают способы модернизации ферм. Например, согласно отчету Американской федерации фермерских бюро (AFBF), 56% ферм в США в настоящее время используют агротехнологии, причем нехватка рабочей силы называется более чем половиной тех, кто их использует. Беспроводные датчики, робототехника, модели прогнозирования и анализ данных — вот некоторые из передовых агротехнологических приложений. В результате, рост заработной платы и нехватка рабочей силы стимулируют расширение рынка.
Вывод
Различные сельскохозяйственные роботы совершенствуют методы ведения сельского хозяйства и решают конкретные проблемы, которые принесут пользу фермерам (например, экономия времени, труда, денег и продукции). Во всем мире многочисленные исследователи, инженеры и стартапы работают над продвижением современных технологий и созданием совершенно новых, передовых роботов для еще большего количества сельскохозяйственных применений.
Автор: Дивьянш Тивари