Эффективность и инновации в сельском хозяйстве: изучение мира сельскохозяйственной робототехники
Обзор
Использование робототехники в конструировании 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, позволяющим 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. Аналогичная тенденция возникла и в сельском хозяйстве за последние 20 лет, и самоходные тракторы и комбайны, основанные на GPS и машинном зрении, уже есть на рынке. В последнее время фермеры 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 дохода (выборочный метод), 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).
Применение сельскохозяйственных роботов
Однако автоматизация этих приложений может быть сложной задачей. Например, роботизированная система, предназначенная для сбора сладкого перца, сталкивается со многими трудностями. В сложных условиях, включая пыль, меняющуюся интенсивность света, перепады температуры и движение, вызванное ветром, системы машинного зрения должны определять местоположение и оценивать спелость перца. Но для сбора перца требуется нечто большее, чем просто передовая технология машинного зрения. Чтобы аккуратно захватить и разместить перец, роботизированная рука должна перемещаться в условиях 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 его сборе, и достаточно гибкой, чтобы работать в динамичной среде.
Драйверы рынка и ограничения для сельскохозяйственной робототехники
Из-за снижения интереса к сельскому хозяйству и роста числа пожилых фермеров в последние годы численность рабочей силы в сельском хозяйстве сократилась. Фермеры испытывают давление, требующее поддерживать производство в ответ на растущий спрос на свежие продукты, поскольку число 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 более половины из тех, кто их использует, ссылаются на нехватку рабочей силы. Беспроводные датчики, робототехника, модели прогнозирования и аналитика данных — вот некоторые из передовых применений агротехнологий. 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, рабочей силы, денег и продуктов). Во всем мире многочисленные исследователи, инженеры и стартапы работают над совершенствованием существующих технологий и созданием совершенно новых, передовых роботов для еще большего использования в сельском хозяйстве.
Автор: Дивьянш Тивари