Postęp technologiczny i postępy w uczeniu maszynowym doprowadziły do udanych prób bardziej wrażliwych i zręcznych robotów, które wykorzystują kamery i sztuczną inteligencję do lokalizowania dojrzałych owoców i obchodzą się z nimi z ostrożnością i precyzją.
Opracowany przez inżynierów z University of Cambridge, Vegebot jest pierwszym robotem, który może identyfikować i zbierać sałatę lodową – dając rolnikom nadzieję, że jedna z najbardziej wymagających upraw dla zbieraczy może zostać w końcu zautomatyzowana.
Jak działa Vegebot
Najpierw kamera skanuje sałatę i przy pomocy algorytmu uczenia maszynowego przeszkolonego na ponad tysiącu zdjęć sałaty decyduje, czy jest gotowa do zbioru. Następnie druga kamera prowadzi klatkę zbierającą na górę rośliny, nie miażdżąc jej. Czujniki wyczuwają, gdy są we właściwej pozycji, a sprężone powietrze przepycha ostrze przez łodygę z dużą siłą, aby uzyskać czyste cięcie.
Według badań opublikowanych w lipcu wskaźnik sukcesu jest wysoki, bo aż 91% owoców udało się skutecznie zebrać. Jednak robot jest nadal znacznie wolniejszy niż ludzie, przykładowo wybranie jednej sałaty zajmuje średnio 31 sekund. Naukowcy twierdzą, że można to łatwo przyspieszyć, stosując lżejsze materiały.
Więcej paszy do karmienia, ale mniej pracy fizycznej
Biorąc pod uwagę, że światowa populacja wzrośnie do 9,7 miliarda w 2050 roku z 7,7 miliarda dzisiaj – co oznacza około 80 milionów więcej pasz rocznie do zaspokojenia – rolnictwo jest pod presją, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na produkcję żywności.
Dodatkowe obciążenia wynikające ze zmian klimatu, takie jak ekstremalne warunki pogodowe, kurczące się tereny rolnicze i wyczerpywanie się zasobów naturalnych, sprawiają, że innowacje i wydajność stają się tym pilniejsze.
Jest to jeden z powodów, dla których branża dąży do rozwoju robotyki. Według raportu firmy BIS Research, globalny rynek dronów i robotów rolniczych ma wzrosnąć z 2,5 mld USD w 2018 r. Do 23 mld USD w 2028 r.
– Oczekuje się, że roboty rolnicze będą miały wyższą prędkość i dokładność działania niż tradycyjne maszyny rolnicze, co doprowadzi do znacznej poprawy wydajności produkcji – powiedział Rakhi Tanwar, główny analityk BIS Research, CNN Business.
Ponadto plantatorzy borykają się z długoterminowym brakiem siły roboczej. Według Banku Światowego udział całkowitego zatrudnienia w rolnictwie na świecie spadł z 43% w 1991 r. do 28% w 2018 r.
Tanwar mówi, że jest to częściowo spowodowane brakiem zainteresowania młodszych pokoleń. – Rozwój robotyki w rolnictwie może doprowadzić do ogromnej ulgi dla hodowców, którzy cierpią z powodu strat ekonomicznych spowodowanych brakiem siły roboczej – mówi.
Robot nie potrzebuje przerwy i nie musi spać
Roboty mogą pracować przez cały dzień i noc, nie zatrzymując się na przerwy, i mogą być szczególnie przydatne w okresach intensywnych zbiorów. – Główną zaletą jest trwałość – mówi Martin Stoelen, wykładowca robotyki na University of Plymouth i założyciel Fieldwork Robotics, który opracował robota zbierającego maliny we współpracy z Hall Hunter, jednym z największych producentów jagód w Wielkiej Brytanii.
Ich roboty, które mają wejść do produkcji w przyszłym roku, będą pracowały dłużej niż 20 godzin dziennie i siedem dni w tygodniu w okresach dużego obciążenia, czego zwykli ludzie nie mogą zrobić.
Zrównoważone rolnictwo i marnotrawienie żywności
Roboty mogą również prowadzić do bardziej zrównoważonych praktyk rolniczych. Mogłyby one umożliwić plantatorom zużywanie mniej wody, paliwa i pestycydów, a także wytwarzanie mniej odpadów.
W tej chwili pole jest zwykle zbierane raz, a wszelkie niedojrzałe owoce lub warzywa pozostawia się do gnicia. Podczas gdy robot może zostać przeszkolony do zbierania tylko dojrzałych warzyw i, pracując przez całą dobę, może wielokrotnie wracać na to samo pole.
– W tej chwili od jednej czwartej do jednej trzeciej jedzenia po prostu gnije na polu, a to często dlatego, że nie masz ludzi gotowych we właściwym czasie, aby je wybrać – mówi Birrell.
Udanym przykładem tego jest robot do zbierania truskawek opracowany przez Octinion, belgijski startup inżynieryjny.
Robot, który został wprowadzony na rynek w tym roku i jest używany przez producentów w Wielkiej Brytanii i Holandii, jest zamontowany na wózku samobieżnym, który służy do produkcji truskawek na stole.
Robot korzysta z wizji 3D, aby zlokalizować dojrzałą jagodę, delikatnie chwyta ją plastikowymi szczypcami, obraca ją o 90 stopni, aby oderwać ją od łodygi, a następnie delikatnie upuszcza ją do kosza.
– Robotyka może przekształcić rynek z (napędzanego) podaż na napędzany popytem. Pomoże to zmniejszyć marnotrawstwo żywności i podnieść ceny – mówi Tom Coen, dyrektor generalny i założyciel Octinion.
Trudne warunki
Jednym z głównych wyzwań związanych z robotami rolnymi jest ich dostosowanie do warunków pogodowych. Maszyny rolnicze są zwykle wytrzymałe, dlatego są odporne na deszcz, śnieg, błoto, kurz i ciepło.
Firma Abundant Robotics z Kalifornii zbudowała robota jabłkowego, który wytrzymuje pełen zakres warunków na farmie. Składa się z rurki ssącej jabłko na sprzęcie podobnym do traktora, który zjeżdża sam z rzędu sadów, wykorzystując wizję komputerową do lokalizowania dojrzałych owoców.
– To oznacza początek automatyzacji upraw sadowniczych. Automatyzacja od stuleci stale poprawia wydajność rolnictwa. Do tej pory nie skorzystaliśmy z wielu z tych korzyści – mówi Dan Steere, CEO Abundant Robotics.
