Agricoltura e agricoltura Robot

“agricoltura high-tech” non è ossimoro. Un’operazione agricola contemporanea è più probabile che assomigli alla Silicon Valley rispetto all’American Gothic, con app che controllano l’irrigazione, sistemi GPS che guidano trattori e tag auricolari RFID scheggiati che monitorano il bestiame.

E la robotica è una parte sempre più fondamentale di quella stalla tecnologica.

I robot raccolgono mele, raccolgono fragole, raccolgono lattuga e spogliano le erbacce. I droni raccolgono immagini aeree che aiutano gli agricoltori a valutare rapidamente la salute delle colture. E le serre robotiche stanno germogliando a migliaia di chilometri di distanza dalle tradizionali regioni agricole, coltivando verdure nei cortili dei mercati urbani ad alto consumo.

Tutto avviene in un momento in cui i coltivatori affrontano una costosa carenza di manodopera a lungo termine e-con la popolazione globale che dovrebbe aumentare da 7,7 miliardi a 9,7 miliardi in poco più di 30 anni — la domanda di cibo è destinata a salire in modo significativo.

Ecco come i robot possono aiutare a mitigare alcune di queste sfide.

Robot per la raccolta delle colture

Sulla sua faccia, la raccolta delle colture sembra matura per l’automazione. È fisicamente tassativo e altamente ripetitivo-il tipo di lavoro che è spesso più efficacemente preso di mira nella rivoluzione dei robot. (Vedi fabbriche, produzione, estrazione mineraria, elaborazione logistica.) Ma non è necessariamente il caso.

La raccolta delle colture richiede anche destrezza manuale e un tocco delicato. Molti frutti si ammaccano facilmente nel calore e le verdure a foglia sono facilmente strappate. E la maggior parte dei robot non sono abbastanza avanzati per gestire quel livello di precisione. Ricorda, non è stato molto tempo fa che i robotisti hanno finalmente ottenuto un bot all’avanguardia per catturare una palla, abbastanza semplice per gli umani, molto meno per i robot.

Ma le aziende agtech nel settore privato e i dipartimenti di robotica nel mondo accademico continuano i loro sforzi per eliminare questo ostacolo.

Harvest CROO

Località: Plant City, Fla.

Come si usa l’agricoltura e i robot agricoli: Gary Wishnatzki è vocale circa il pizzico di lavoro dice che i coltivatori hanno affrontato durante gli ultimi anni. Il proprietario del fornitore di berry Wish Farms ha dichiarato al New Yorker in aprile che si basa su lavoratori assunti attraverso costosi programmi di visto temporaneo. Tra le ragioni della carenza di manodopera americana, l’articolo identifica l’immigrazione soppressa e un appetito diminuito tra i lavoratori domestici poco qualificati per fare il lavoro massacrante della raccolta delle fragole. La spinta di Wishnatzki per automatizzare non si tratta di eliminare i lavori agricoli, sostiene, ma di soddisfare le richieste dei consumatori che si aspettano fragole fresche anche in pieno inverno.

Sta facendo quella spinta come co-fondatore di Harvest CROO, una startup che ha sviluppato un robot avanzato per la raccolta delle fragole chiamato Berry 5. Utilizza una varietà di componenti robotici-piuttosto che un singolo braccio — per afferrare la foglia, raccogliere la bacca e imballarla. La visione artificiale aiuta Berry 5 a decifrare le bacche mature da quelle non mature prima di spennare. Ed è veloce rispetto ai lavoratori umani, presumibilmente in grado di scegliere una pianta in otto secondi e passare alla successiva in un anno e mezzo.

Sviluppato grazie a milioni di dollari di investimento da altri nel settore berry, Berry 5 sta attualmente lavorando campi Florida su una corsa di prova. Secondo quanto riferito, la società spera di commercializzarlo prima della fine di 2019.

Università di Cambridge

Località: Cambridge, Regno Unito

Come utilizza l’agricoltura e i robot agricoli: La raccolta della lattuga è rimasta ostinatamente resistente ai robot grazie alla natura fragile della pianta e alla vicinanza al suolo. Ma i ricercatori dell’Università di Cambridge hanno fatto un passo avanti con il loro cosiddetto “Vegebot”, un altro prototipo alimentato da computer vision.

Ecco come funziona: una telecamera esegue la scansione della lattuga e dà un pollice in alto o in basso per la raccolta. Una seconda telecamera (posizionata vicino a una lama) guida quindi il plettro senza schiacciare la pianta. Nel frattempo, un algoritmo di apprendimento automatico “insegna” al robot a evitare la lattuga acerba o malata.

Vegebot difficilmente funziona con la velocità o l’abilità delle mani umane, ma una serie di test ha presumibilmente stabilito il successo proof-of-concept, che è anche di buon auspicio per altri frutti, verdure e cereali fuori terra.

” Ogni campo è diverso, ogni lattuga è diversa. Ma se riusciamo a far funzionare una mietitrice robotica con la lattuga iceberg, potremmo anche farlo funzionare con molte altre colture”, ha detto Simon Birrell, del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge, in un comunicato stampa.

Mentre una mietitrice commerciale scalabile della lattuga rimane elusiva, gli sforzi per produrne una hanno dilagato. Nel 2017, ad esempio, John Deere ha acquisito CV agtech trailblazer Blue River Technology, che ha fatto notevoli passi avanti nella robotica focalizzata sulla lattuga.

Abundant Robotics

Posizione: Hayward, Calif.

Come si usa l’agricoltura e i robot agricoli: Il robot aspiratore di apple di Abundant Robotics potrebbe inizialmente apparire brutale e impreciso rispetto al raffinato Vegebot di Cambridge, ma l’aspetto strano dell’aggeggio — assomiglia a un tubo di aspirazione apposto dal trattore-smentisce alcune tecnologie avanzate.

Impiegando una sofisticata visione artificiale, il robot ingoia mele mature e aggira i loro fratelli acerbi. È anche aperto all’assistenza degli agricoltori in quanto, come osserva Wired, il suo algoritmo può essere aggiornato in base al feedback fornito dagli esperti di maturità.

La raccolta automatica delle mele affronta sfide simili a quelle della raccolta di lattuga e fragole. Secondo il CEO abbondante Dan Steere, ” richiede la soluzione di una serie di problemi tecnici complessi in parallelo, dall’identificazione visiva della frutta raccolta e dalla manipolazione fisica per raccogliere senza lividi, alla navigazione sicura del frutteto stesso.”

Lo scorso marzo il raccoglitore di mele ha fatto il suo primo viaggio commerciale, nel campo neozelandese del frutticoltore T&G Global.

Harvest Automation

Località: Groton, Mass.

Come si usa l’agricoltura e i robot agricoli: tutte quelle affascinanti erbe decorative, fiori e accenti arbustivi nel tuo centro di giardinaggio locale sono grandi affari. Il mercato delle serre commerciali è destinato a diventare un’industria da billion 38 miliardi entro i prossimi quattro anni e i coltivatori utilizzano sempre più robot per aiutare a colmare l’elevata domanda di lavoro.

Fondata da ex dipendenti di Roomba inventors iRobot, Harvest Automation ha realizzato il suo primo prodotto pensando a questo mercato in rapida crescita. Il robot HV-100 basato sul comportamento gestisce l’importante, ma altamente ripetitivo e faticoso, lavoro di spaziatura colture container e piante. (Le piante da serra hanno bisogno di spazio tra di loro in modo che crescano spesse e folte e resistenti, ma troppo spazio significa che la metratura non viene ottimizzata.) L’HV-100 è costruito per continuare a funzionare anche nelle temperature torride e negli ambienti meno incontaminati dei vivai che coltivano piante ornamentali e frutta e verdura speciali.

Diserbo Robot

Se hai mai curato un giardino personale, sei ben consapevole che il controllo delle infestanti è importante e difficile. Anche gli agricoltori commerciali lo sanno, ma su larga scala. Anche quando è possibile la rotazione delle colture, molti abiti di grandi dimensioni si basano almeno un po ‘ sull’uso di erbicidi. Ma dato il fatto che le piante possono diventare resistenti ai diserbanti e i consumatori sono sempre più contrari al cibo trattato chimicamente, non è certo una soluzione perfetta. Ecco perché i robot per la gestione delle infestanti, compresi quelli che incorporano un’IA avanzata per aiutare a distinguere tra colture ed erbacce, sono un’opzione interessante.

Naio Technologies

Località: Ramonville-Saint-Agne, Francia

Come utilizza l’agricoltura e i robot agricoli: Uno dei produttori di vino più importanti del Vecchio mondo, Château Mouton-Rothschild è un mondo molto nuovo quando si tratta di manutenzione dei vigneti. La famosa tenuta è tra diversi viticoltori che hanno collaborato con Naio Technologies per arruolare Ted, il diserbante robotico su misura per la vite dell’azienda.

Elettrico e a forma di U rovesciata, il Ted di lunga durata rotola simultaneamente su e intorno a una fila di viti, utilizzando la navigazione satellitare RTK per rimanere in rotta. (Un drone traccia l’appezzamento di terreno iniziale che Ted esamina.) Lame standard del settore e diserbanti dito corrono lungo la base, tirando le erbacce indesiderate dalle viti e di conseguenza diminuendo la necessità di erbicidi. I cugini robotici di Ted includono il robot diserbo Oz e il robot vegetale Dino.

Nexus Robotica

Posizione: Dartmouth, N. S.

Come è uso agricolo robot: Questo scrappy Nova Scotia avvio giocato David di alcuni del Nord America più prestigiosi robotica-programma di Golia l’anno scorso, Erbaccia e Mangimi ag-bot concorrenza. Il primo premio della società, un robot autonomo che strappa le erbacce soprannominato R2Weed2 (sì, hai letto bene), impiega l’intelligenza artificiale per distinguere tra erbacce e colture in modo che le prime vengano spogliate e le seconde lasciate crescere. Mentre funziona, R2 raccoglie anche dati che aiutano gli agricoltori con l’analisi del suolo e il monitoraggio ambientale. Una versione commerciale sarà disponibile entro la fine dell’anno.

Serre robotiche/Robot da agricoltura

Invece di portare i robot sul campo, uno dei prossimi grandi progressi nell’automazione agricola porterà il campo ai robot.

Di seguito sono riportate due startup costiere ben finanziate-una ad ovest, una ad est —che stanno aiutando, um, a piantare il seme per un futuro di serra robotica. Non tutto è coltivabile in questo modo, ma per alcune colture i miglioramenti sono sorprendenti. Entrambe queste aziende promettono una drastica diminuzione della quantità di acqua utilizzata (tra il 90 e il 95 per cento in meno) per una resa delle colture equivalente, ed entrambe vantano ambienti interni controllati che eliminano la necessità di pesticidi. Ecco come lo fanno.

Ferro Bue

Posizione: San Carlos, Calif.

Come si usa robot agricoli: All’interno di ciò che l’azienda descrive come “la prima fattoria autonoma al mondo”, uno spazio di 8.000 piedi quadrati che assomiglia più a un laboratorio di ricerca che a un campo agricolo, due robot collegati al cloud supervisionano la crescita di verdure a foglia verde (lattuga romana e butterhead, bok choy, cavolo, rucola) ed erbe (basilico, coriandolo, erba cipollina, acetosa, prezzemolo), Usando la visione artificiale e i sensori come “occhi”, un robot fa il sollevamento pesante, trasportando i baccelli attraverso la struttura; il secondo analizza e raccoglie le singole piante.

Tutto avviene sotto luci a LED ad alta efficienza e sotto gli occhi vigili di una dozzina di robot e scienziati di piante in loco. La società Y Combinator-backed-fondata da due alumni Willow Garage-sostiene che il piccolo spazio può produrre tanto quanto una fattoria tradizionale di un acro.

Iron Ox ha iniziato la produzione lo scorso ottobre nella sua struttura in stile serra e ha iniziato a vendere nel suo primo negozio partner, un mercato nella sua città natale San Carlos, pochi mesi dopo. L’obiettivo a lungo termine è quello di stabilire fattorie aggiuntive vicino ad altre aree ad alta domanda, che taglierebbero i costi di trasporto a lungo termine che esistono quando la crescita è isolata in poche regioni del paese.

Bowery Agricoltura

Posizione: NYC

Come è uso agricolo robot: a Differenza di grandi dimensioni, a basso profilo tini in cui le colture sono allevati a Ferro di Bue, Bowery Agricoltura impila in su strati di vassoi pieni di ogni verdi, nel tradizionale verticale-agricoltura formato all’interno della sua Kearney, N. J., spazio crescente.

Ma utilizza anche la robotica, l’intelligenza artificiale e HA portato a coltivare verdure a foglia verde ed erbe con lo stesso obiettivo finale in mente: affrontare i problemi posti dalla scarsità di manodopera, dai boom della popolazione e dall’agricoltura centralizzata.

Qui, un sistema operativo proprietario e una complessa gamma di sensori raccolgono dati e mantengono un equilibrio ultra-preciso di acqua, temperatura, nutrienti e umidità. Allo stesso tempo, un team di agricoltori verticali aiuta a raccogliere e sorvegliare le colture.

La società — che ha ricevuto capitali di investimento da artisti del calibro di celebrity chef Tom Colicchio e Uber CEO Dara Khosrowshahi — vende i suoi verdi ed erbe a Whole Foods, Foragers e Westside Market. Nell’area metropolitana di New York, sono disponibili anche attraverso Peapod, Jet.com, Amazon e in due dei ristoranti di fascia alta di Colicchio.

Immagini Aeree Droni e Semi-Impianto Droni

immagini Aeree possono salvare gli agricoltori un sacco di tempo, dando loro una vista a volo d’uccello delle colture; in questo modo, possono ottenere rapidamente un senso di vegetazione salute, insetto problemi, irrigazione layout e la crescita di erbacce. Permette anche loro di determinare con precisione la quantità di pesticidi che le colture richiedono.

Gli agricoltori possono utilizzare una varietà di servizi in abbonamento per accedere a queste preziose immagini cavalcavia (tra cui termica, infrarossi e NDVI) dei loro campi, ma un minor numero di aziende hanno preso il pieno tuffo in unmanned Aerial vehicles (UAV). Questo è molto probabilmente a causa delle restrizioni FAA sui droni autonomi, che richiedono che i piloti siano immediatamente pronti a prendere il controllo di un drone. Anche i piccoli velivoli senza pilota devono essere tenuti all’interno della linea di vista di un aspirante pilota quando sono in volo.

Ma sono là fuori, se non ancora in gran numero. Qui ci sono alcune aziende che dimostrano che c’è qualcosa nell’aria quando si tratta di imaging agricolo, semina di semi e semina di nuvole.

American Robotics

Località: Marlborough, Mass.

Come sta usando i robot agricoli: Una delle numerose aziende dell’area di Boston che fanno notevoli scoperte agtech, American Robotics è il team dietro Scout, un drone di imaging aereo che si adatta al cosiddetto modello “drone in a box”.

Tra un volo e l’altro, Scout vive all’interno di una scatola resistente alle intemperie, dove si auto-carica ed elabora (tramite edge computing) tutti i dati che raccoglie. Quando prende il volo per esaminare i campi, la parte superiore della scatola si apre e il drone completamente autonomo si solleva, usando l’intelligenza artificiale per tracciare e condurre la corsa. Durante le missioni, che possono essere programmate o lanciate su richiesta, Scout raccoglie dati sullo stress delle colture che gli agricoltori possono utilizzare durante il ciclo di vita di una coltura. È il tipo di sorveglianza aerea che rimane un aspetto chiave nel crescente campo della cosiddetta agricoltura di precisione.

Taranis

Posizione di Tel Aviv

Come è uso agricolo robot: Data la FAA restrizioni autonoma droni, forse non è una sorpresa che alcuni dei principali fornitori di agricoltura incentrata Uav hanno sede fuori dagli stati UNITI e si rivolgono a una clientela internazionale. Ciò include Taranis con sede in Israele, che ha portato le sue scansioni ad alta risoluzione agli agricoltori in Europa, Sud America e Nord America. Insieme agli aerei più tradizionali, l’azienda gestisce droni che utilizzano la visione artificiale e la scienza dei dati per monitorare lo stress delle colture e migliorare le capacità di identificazione.

UAV Systems International

Posizione: Las Vegas

Come sta usando i robot agricoli: Qualsiasi pilota UAV che vuole pilotare un drone che pesa più di 55 libbre al decollo (compreso il carico) deve presentare una petizione per un esenzione attraverso la F. A. A. Ciò significa che gli agricoltori non esenti che vogliono disperdere i semi sulla loro superficie sono limitati a quanti chili di semi possono diffondersi in una singola corsa. Ancora, un certo numero di produttori hanno sviluppato droni commercializzati appositamente per questo scopo.

UAV Systems International vende due droni che diffondono semi e fertilizzanti, uno con una capacità di carico utile di circa quattro libbre e un altro con un carico utile di circa 11 libbre. Entrambi hanno un raggio di volo di due miglia e un limite di 20 minuti, secondo la compagnia. UAV commercializza anche droni per irroratori di colture e droni di sorveglianza che ispezionano la salute delle colture.

Desert Research Institute

Località: Reno, Nev.

Come si utilizza robot agricoli: Cloud seeding è tutto di rendere la pioggia — letteralmente. Il concetto risale almeno al 1946, quando il dottor Bernard Vonnegut scoprì che, in determinate condizioni, l’introduzione di particelle di ioduro d’argento nelle nuvole poteva stimolare la creazione di cristalli di ghiaccio, potenzialmente precipitando le precipitazioni. (Curiosità: Bernard era fratello della leggenda letteraria Kurt Vonnegut.) Ma decenni dopo, il processo ha ancora critici che notano che le variabili abbondano e che è difficile misurare quanta pioggia o nevicata è in realtà il prodotto di un seme di nuvole. (La pratica di modifica del tempo ha anche applicazioni militari e, va notato, è vietata a livello internazionale per l’uso in guerra ). Ma mentre la siccità peggiora, le agenzie governative continuano a provare. A luglio, il disaster mitigation board indonesiano ha utilizzato la semina delle nuvole nel tentativo di salvare le colture colpite dalla siccità.

Oggi, le nuvole vengono seminate usando aeroplani, generatori di terra o contenitori a propulsione a pistola o a razzo, ma gli scienziati stanno anche esplorando se i droni possono gestire il compito. In 2017, il Desert Research Institute-parte del sistema di istruzione superiore del Nevada-in collaborazione con Drone America ha lanciato in particolare un drone senza equipaggio che semina nuvole durante una lotta autonoma di un’ora e oltre la linea di vista nuda dei ricercatori.

“Raggiungere questo traguardo”, ha dichiarato Mike Richards, presidente e CEO di Drone America, ” ci consente di concentrarci ora su voli a più alta quota e più lunga distanza; così come le sfide estreme di volare i nostri aerei senza pilota avanzati dell’ala fissa nel tempo duro e ghiacciato che vengono con gli stati ottimali di nube-semina di inverno.”

Immagini via, social media e siti web aziendali.