Agricultură și Agricultură roboți

„agricultura de înaltă tehnologie” nu este oximoron. O operațiune agricolă contemporană este mai probabil să semene cu Silicon Valley decât goticul American, ceea ce cu aplicații care controlează irigarea, sisteme GPS care conduc tractoare și etichete de urechi cu cip RFID care monitorizează animalele.

și robotica este o parte din ce în ce mai importantă a acelui stabil tehnologic.

roboții culeg mere, adună căpșuni, recoltează salată și îndepărtează buruienile. Dronele adună imagini aeriene care ajută fermierii să evalueze rapid sănătatea culturilor. Iar serele robotizate cresc la mii de kilometri distanță de regiunile agricole tradiționale, cultivând legume în curțile piețelor urbane cu consum ridicat.

totul vine într-un moment în care cultivatorii se confruntă cu o penurie costisitoare de forță de muncă pe termen lung și — cu populația globală așteptată să crească de la 7,7 miliarde la 9,7 miliarde în puțin peste 30 de ani — cererea de alimente este pe cale să crească semnificativ.

iată cum roboții pot ajuta la atenuarea unora dintre aceste provocări.

Roboți de recoltare a culturilor

pe fața sa, recoltarea culturilor pare coaptă pentru automatizare. Este impozant fizic și foarte repetitiv — tipul de muncă care este adesea cel mai eficient vizat în Revoluția roboților. (A se vedea fabrici, de fabricație, minerit, logistica de prelucrare.) Dar nu este neapărat cazul.

culesul culturilor necesită, de asemenea, dexteritate manuală și o atingere delicată. Multe fructe se învinețesc ușor în căldură, iar legumele cu frunze sunt ușor rupte. Și majoritatea roboților nu sunt suficient de avansați pentru a face față acestui nivel de precizie. Amintiți-vă, nu cu mult timp în urmă, roboticienii au primit în sfârșit un bot de ultimă oră pentru a prinde o minge — suficient de simplu pentru oameni, cu atât mai puțin pentru roboți.

dar companiile agtech din sectorul privat și departamentele de robotică din mediul academic își continuă eforturile pentru a elimina acest obstacol.

recolta CROO

locație: Plant City, Fla.

cum se folosește agricultura și roboții agricoli: Gary Wishnatzki este vocal despre pinch forței de muncă el spune cultivatorii s-au confruntat în ultimii ani. Proprietarul furnizorului de fructe de pădure wish Farms a declarat pentru New Yorker în aprilie că se bazează pe lucrătorii angajați prin programe scumpe de viză temporară. Printre motivele lipsei forței de muncă din America, articolul identifică imigrația suprimată și un apetit diminuat în rândul lucrătorilor casnici slab calificați pentru a face munca de recoltare a căpșunilor. Dorința lui Wishnatzki de a automatiza nu se referă la eliminarea locurilor de muncă din fermă, susține el, ci la satisfacerea cerințelor consumatorilor care au ajuns să se aștepte la căpșuni proaspete chiar și în toiul iernii.

face acest efort ca co-fondator al Harvest CROO, un startup care a dezvoltat un robot avansat de recoltare a căpșunilor numit Berry 5. Folosește o varietate de componente robotizate — mai degrabă decât un singur braț — pentru a apuca frunza, a culege boabele și a le împacheta. Viziunea computerizată ajută Berry 5 să descifreze fructele coapte de la cele necoapte înainte de a smulge. Și este rapid în comparație cu muncitorii umani, presupuși capabili să aleagă o plantă în opt secunde și să treacă la următoarea într-un an și jumătate.

dezvoltat datorită milioane în dolari de investiții de la alții în industria berry, Berry 5 este în prezent de lucru Florida fields pe un proces. Compania speră să o comercializeze înainte de sfârșitul anului 2019.

Universitatea Cambridge

locație: Cambridge, Marea Britanie

cum folosește agricultura și roboții agricoli: Recoltarea salatei a rămas cu încăpățânare rezistentă la robot datorită naturii fragile a plantei și apropierii de sol. Dar cercetătorii de la Universitatea Cambridge au făcut o descoperire cu așa-numitul „Vegebot”, un alt prototip alimentat de viziunea computerului.

Iată cum funcționează: o cameră scanează salata verde și dă un deget mare în sus sau în jos pentru recoltare. O a doua cameră (poziționată lângă o lamă) ghidează apoi culegerea fără a zdrobi planta. Între timp, un algoritm de învățare automată „învață” robotul să evite salata necoapte sau bolnave.

Vegebot funcționează cu greu cu viteza sau priceperea mâinilor umane, dar o serie de teste au stabilit succesul probei de concept, care, de asemenea, este bun pentru alte fructe, legume și cereale supraterane.

„fiecare câmp este diferit, fiecare salată este diferită. Dar dacă putem face o mașină de recoltat robotizată să funcționeze cu salată iceberg, am putea să o facem să funcționeze și cu multe alte culturi”, a declarat Simon Birrell, de la Departamentul de inginerie din Cambridge, într-un comunicat de presă.

în timp ce o mașină de recoltat salată comercială scalabilă rămâne evazivă, eforturile de a produce una s-au intensificat. În 2017, de exemplu, John Deere a achiziționat CV agtech trailblazer Blue River Technology, care a făcut pași notabili în robotica concentrată pe salată.

Robotică Abundentă

Locație: Hayward, California.

cum se folosește agricultura și roboții agricoli: Robotul de vid care suge mere de la Abundant Robotics ar putea părea inițial brutal și imprecis în comparație cu vegebotul rafinat al Cambridge, dar aspectul ciudat al invenției — seamănă cu un tub de aspirație aplicat de tractor-contrazice unele tehnologii avansate.

folosind o viziune computerizată sofisticată, robotul înghite mere mature și îi ocolește pe frații lor necoapte. De asemenea, este deschis asistenței fermierilor, deoarece, după cum notează Wired, algoritmul său poate fi actualizat pe baza feedback-ului oferit de experții care judecă maturitatea.

culesul automat de mere se confruntă cu provocări similare cu cele ale culesului de salată și căpșuni. Potrivit CEO-ului Abundant Dan Steere, ” necesită rezolvarea în paralel a unei serii de probleme tehnice complexe, de la identificarea vizuală a fructelor recoltabile și manipularea fizică a acestora pentru a culege fără vânătăi, până la navigarea în siguranță a livezii în sine.”

în martie anul trecut, culegătorul de mere și-a făcut călătoria comercială inițială, în domeniul cultivatorului de fructe din Noua Zeelandă T & G Global.

automatizarea recoltei

locație: Groton, masă.

cum se folosește agricultura și roboții agricoli: toate acele ierburi decorative fermecătoare, flori și accente de arbuști de la centrul dvs. local de grădinărit sunt o afacere mare. Piața comercială cu efect de seră este gata să devină o industrie de 38 de miliarde de dolari în următorii patru ani, iar cultivatorii folosesc din ce în ce mai mult roboți pentru a ajuta la satisfacerea cererii ridicate de forță de muncă.

fondată de foștii angajați ai inventatorilor Roomba iRobot, Harvest Automation și-a făcut primul produs având în vedere această piață în creștere rapidă. Robotul HV-100 bazat pe comportament se ocupă de munca importantă, dar extrem de repetitivă și obositoare, de distanțare a culturilor și plantelor de containere. (Plantele cu efect de seră au nevoie de spațiu între ele, astfel încât să crească groase, stufoase și rezistente, dar prea mult spațiu înseamnă că suprafața pătrată nu este optimizată.) HV – 100 este construit pentru a continua să funcționeze chiar și în temperaturile arzătoare și în mediile mai puțin decât curate ale pepinierelor care cultivă plante ornamentale și fructe și legume de specialitate.

Roboți de plivire

dacă ați îngrijit vreodată o grădină personală, sunteți conștienți de faptul că controlul buruienilor este atât important, cât și dificil. Agricultorii comerciali o știu și ei, dar la scară masivă. Chiar și atunci când rotația culturilor este posibilă, multe echipamente mari se bazează cel puțin oarecum pe utilizarea erbicidelor. Dar, având în vedere faptul că plantele pot deveni rezistente la ucigașii de buruieni și consumatorii sunt din ce în ce mai aversi față de alimentele tratate chimic, nu este o soluție perfectă. De aceea, roboții de gestionare a buruienilor-inclusiv cei care încorporează ia avansată pentru a ajuta la distincția între culturi și buruieni — sunt o opțiune atractivă.

Naio Technologies

locație: Ramonville-Saint-Agne, Franța

cum se folosește agricultura și roboții agricoli: Unul dintre cei mai importanti producatori de vinuri din Lumea Veche, Ch Inktteau Mouton-Rothschild este o lume foarte Noua atunci cand vine vorba de intretinerea podgoriilor. Renumita proprietate se numără printre mai mulți viticultori care au colaborat cu Naio Technologies pentru a-l înrola pe Ted, ucigașul robotic al buruienilor adaptat viței de vie.

Electric și în formă de U inversat, Ted de lungă durată se rostogolește simultan peste și în jurul unui rând de viță de vie, folosind navigația prin satelit RTK pentru a rămâne pe curs. (O dronă cartografiază terenul inițial pe care Ted îl studiază.) Lamele standard în industrie și buruienile pentru degete rulează de-a lungul bazei, trăgând buruieni nedorite din viță de vie și, în consecință, scăzând nevoia de erbicide. Verii robotici ai lui Ted includ robotul de plivire Oz și robotul de legume Dino.

Nexus Robotica

locație: Dartmouth, N. S.

cum se utilizează roboți agricole: acest scrappy Nova Scotia de pornire a jucat David La unele dintre cele mai prestigioase Goliaths robotica-program din America de nord la buruienilor de anul trecut și hrana pentru animale concurență AG-bot. Cel mai mare premiu al Companiei, Un robot autonom numit r2weed2 (da, ați citit corect), folosește inteligența artificială pentru a face diferența între buruieni și culturi, astfel încât primele sunt dezbrăcate, iar cele din urmă lăsate să crească. Pe măsură ce rulează, R2 colectează, de asemenea, date care ajută fermierii cu analiza solului și monitorizarea mediului. O versiune comercială va fi disponibilă în cursul acestui an.

sere robotizate/Robot Agricultura

în loc de a aduce roboți pe teren, unul dintre următoarele mari progrese în automatizarea Agriculturii va aduce câmpul roboților.

mai jos sunt două start-up —uri de coastă bine finanțate — unul Vest, unul Est-care ajută, um, să planteze semințele pentru un viitor robotizat cu efect de seră. Nu totul este cultivabil în acest fel, dar pentru anumite culturi îmbunătățirile sunt izbitoare. Ambele companii promit o scădere dramatică a cantității de apă utilizată (între 90 și 95% mai puțin) pentru un randament echivalent al culturilor și ambele se laudă cu medii interioare controlate care elimină nevoia de pesticide. Iată cum o fac.

boul de fier

Locație: San Carlos, California.

cum se utilizează roboți agricoli: În interiorul a ceea ce compania descrie ca fiind „prima fermă Autonomă din lume”, un spațiu de 8.000 de metri pătrați, care seamănă mai mult cu un laborator de cercetare decât cu un câmp agricol, doi roboți conectați la cloud supraveghează creșterea verdeturilor cu frunze (romaine și butterhead salad, bok choy, kale, rucola) și ierburi (busuioc, cilantro, arpagic, sorrel, pătrunjel), toate cultivate în păstăi hidroponice grele. Folosind viziunea computerizată și senzorii ca „ochi”, un robot face ridicarea grea, transportând păstăile peste instalație; al doilea analizează și alege plantele individuale.

totul se întâmplă sub luminile cu LED-uri de înaltă eficiență și sub ochii vigilenți ai câtorva zeci de oameni de știință de la fața locului. Compania susținută de Y Combinator-fondată de doi absolvenți Willow Garage — susține că spațiul mic poate produce la fel de mult ca o fermă tradițională de un acru.

Iron Ox a început producția în octombrie anul trecut în instalația sa în stil seră și a început să vândă la primul său magazin partener, o piață din orașul său natal San Carlos, câteva luni mai târziu. Obiectivul pe termen lung este de a înființa ferme suplimentare în apropierea altor zone cu cerere mare, ceea ce ar reduce costurile de transport pe termen lung care există atunci când creșterea este izolată în doar câteva regiuni din țară.

Bowery Farming

locație: NYC

cum se utilizează roboți agricoli: spre deosebire de cuvele mari, cu profil redus, în care culturile sunt cultivate La Bou de fier, Bowery Farming stivează straturi de tăvi, fiecare umplut cu verzii, în formatul tradițional de agricultură verticală din Kearney, N. J., spațiu în creștere.

dar folosește, de asemenea, robotică, inteligență artificială și a condus la creșterea verdețurilor și ierburilor cu același scop în minte: abordarea problemelor reprezentate de deficitul de forță de muncă, creșterea populației și agricultura centralizată.

aici, un sistem de operare proprietar și o gamă complexă de senzori colectează date și mențin un echilibru ultra-precis de apă, temperatură, nutrienți și umiditate. În același timp, o echipă de fermieri verticali ajută la recoltarea și supravegherea culturilor.

compania — care a primit capital de investiții de la bucătarul celebru Tom Colicchio și CEO — ul Uber, Dara Khosrowshahi-își vinde verdele și ierburile la Whole Foods, Foragers și Westside Market. În zona metroului din New York, sunt disponibile și prin Peapod, Jet.com, Amazon și în două dintre restaurantele high-end ale lui Colicchio.

imagini aeriene drone și drone de plantare a semințelor

imagini aeriene pot economisi agricultorilor o mulțime de timp oferindu-le o vedere de pasăre a culturilor; în acest fel, ei pot obține rapid un sentiment de sănătate a vegetației, probleme de insecte, structuri de irigare și creșterea buruienilor. Le permite chiar să determine cu precizie cât de mult pesticide necesită culturile.

fermierii pot folosi o varietate de servicii de abonament pentru a accesa aceste imagini valoroase de zbor (inclusiv termice, infraroșii și NDVI) ale câmpurilor lor, dar mai puține companii au făcut plonjarea completă în vehicule aeriene fără pilot (UAV). Acest lucru este cel mai probabil din cauza restricțiilor FAA asupra dronelor autonome, care necesită ca piloții să fie imediat pregătiți să preia controlul asupra unei drone. Aeronavele mici fără pilot trebuie, de asemenea, să fie păstrate în linia de vedere a unui pilot potențial atunci când sunt în aer.

dar sunt acolo, dacă nu încă în număr mare. Iată câteva companii care dovedesc că există ceva în aer atunci când vine vorba de imagistica agricolă, plantarea semințelor și însămânțarea norilor.

Robotica Americană

locație: Marlborough, Mass.

cum se utilizează roboții agricoli: una dintre mai multe companii din zona Boston care fac descoperiri agtech notabile, American Robotics este echipa din spatele Scout, o dronă de imagistică aeriană care se potrivește așa-numitei „drone într-o cutie” model.

între zboruri, Scout trăiește într-o cutie rezistentă la intemperii, unde se încarcă și procesează (prin edge computing) toate datele pe care le colectează. Când este nevoie de zbor pentru a examina câmpurile, caseta de sus se deschide și drona complet autonomă se ridică, folosind inteligența artificială pentru a planifica și conduce cursa. În timpul misiunilor, care pot fi programate sau lansate la cerere, Scout adună date despre stresul culturilor pe care fermierii le pot utiliza pe tot parcursul ciclului de viață al unei culturi. Este genul de supraveghere aeriană care rămâne o fațetă cheie în domeniul în creștere al așa-numitei agriculturi de precizie.

Taranis

locație: Tel Aviv

cum folosește roboții agricoli: având în vedere restricțiile FAA privind dronele autonome, poate că nu este de mirare că unii dintre principalii furnizori de UAV-uri axate pe agricultură au sediul în afara SUA și pentru a satisface o clientelă internațională. Aceasta include Taranis cu sediul în Israel, care a adus scanările sale de înaltă rezoluție fermierilor din Europa, America de Sud și America de Nord. Împreună cu aeronavele mai tradiționale, compania operează drone care utilizează viziunea computerizată și știința datelor pentru a monitoriza stresul culturilor și pentru a-și îmbunătăți capacitățile de identificare.

UAV Systems International

locație: Las Vegas

cum se utilizează roboți agricoli: orice pilot de UAV care vrea să zboare o dronă care cântărește mai mult de 55 de lire sterline la decolare (inclusiv marfă) trebuie să solicite o cerere specială scutire prin F. A. A. Asta înseamnă că fermierii care nu sunt scutiți care doresc să împrăștie semințe pe suprafața lor sunt limitați în câte kilograme de semințe pot răspândi într-o singură alergare. Cu toate acestea, o serie de producători au dezvoltat drone comercializate special în acest scop.

UAV Systems International vinde două drone care răspândesc semințe și îngrășăminte, una cu o capacitate de încărcare utilă de aproximativ patru kilograme și alta cu o sarcină utilă de aproximativ 11 kilograme. Ambele au o rază de zbor de două mile și o limită de 20 de minute, potrivit companiei. UAV comercializează, de asemenea, drone de pulverizare a culturilor și drone de supraveghere care inspectează sănătatea culturilor.

Institutul de cercetare în deșert

locație: Reno, Nev.

cum folosește roboții agricoli: însămânțarea norilor înseamnă a face să plouă-literalmente. Conceptul datează cel puțin din 1946, când Dr.Bernard Vonnegut a descoperit că, în anumite condiții, introducerea particulelor de iodură de argint în nori ar putea stimula crearea de cristale de gheață, potențial precipitând precipitații. Bernard a fost fratele legendei literare Kurt Vonnegut.) Dar decenii mai târziu, procesul are încă critici care observă că variabilele abundă și că este greu de măsurat cât de multă ploaie sau ninsoare este de fapt produsul unei semințe de nori. (Practica de modificare a vremii are, de asemenea, aplicații militare și, trebuie remarcat, este interzisă la nivel internațional pentru utilizare în război ). Dar, pe măsură ce seceta se înrăutățește, agențiile guvernamentale continuă să încerce. În iulie, Consiliul de atenuare a dezastrelor din Indonezia a folosit însămânțarea norilor în încercarea de a salva culturile afectate de secetă.

astăzi, norii sunt însămânțați folosind avioane, generatoare de sol sau canistre propulsate de arme sau rachete, dar oamenii de știință explorează, de asemenea, dacă dronele pot face față sarcinii. În 2017, Desert Research Institute — parte a sistemului de învățământ superior din Nevada — împreună cu Drone America au lansat în special o dronă fără pilot de însămânțare a norilor în timpul unei lupte autonome de o oră și dincolo de linia de vedere goală a cercetătorilor.

„atingerea acestei etape”, a declarat Mike Richards, președinte și CEO al Drone America, ” ne permite să ne concentrăm acum pe zboruri la altitudine mai mare și pe distanțe mai mari; la fel ca și provocările extreme ale zborului aeronavelor noastre avansate fără pilot cu aripi fixe în vremea aspră și înghețată, care vin cu condiții optime de însămânțare a norilor de iarnă.”

imagini prin intermediul, social media și site-urile companiei.