VR, robotické harvestory a drony: jak inovace zachraňují zemědělství / Habr

Pokročilé technologie a zemědělství – až donedávna se taková kombinace zdála futuristická, ale dnes ji ruští a světoví farmáři s jistotou používají nejnovější úspěchy pro celoroční pěstování plodin, získávání zimovzdorných a nenáročných odrůd s vysokými výnosy, zlepšování struktury půdy, způsoby zavlažování a hnojení. Prozradíme vám, jak drony, robotická zařízení, nepřetržité sledování chemického složení půdy a další novinky pomáhají snižovat výrobní náklady a zajišťovat jejich vysokou kvalitu.

Virtuální zemědělství: Jak mohou simulace zvýšit výnosy plodin a další

V zemědělské výrobě je technologie VR přirovnávána k zavedení internetu do obchodního prostoru. Relativně levný nástroj již nyní přináší revoluční změny v rostlinné a živočišné výrobě a budeme je potřebovat. Předpokládá se, že do roku 2050 zvýšit produkci potravin alespoň o 70 %, protože populace dosahuje 9,8 miliardy lidí. První inovace již fungují.

Satelity na pomoc zemědělcům

Sledováním výkonu polí, stád a zařízení z oběžné dráhy dostávají zemědělští pracovníci data v reálném čase, aby mohli včas reagovat na problémy. Agentura Northern Sky Research poskytuje předpověď satelitní využití do roku 2029: jen v agroprůmyslovém sektoru přesáhne číslo 790 tisíc jednotek.

Co poskytuje monitoring sklizně?

Zemědělci již nemusí vynakládat velké úsilí, aby zhodnotili, jak probíhá proces zrání, a odhadli očekávaný objem sklizně. Situaci lze testovat a korigovat pomocí technologií VR. Drony pravidelně létají nad poli a nahrávají data do systému, který zahrnuje také předpověď počasí a optimální techniky péče o rostliny. Aktuální informace o zavlažování, hnojení a dalších pěstitelských technikách pomáhají snižovat náklady a chránit úrodu.

Nové možnosti ve veterinární diagnostice

Do procesu sledování stavu zvířat se mohou zapojit odborníci z celého světa. Veterinář, který stanoví diagnózu, se stává očima a rukama všech, kteří se účastní procesu. Konzilium dohlíží na vyšetření a přijímá kolektivní rozhodnutí o stavu pacienta. Sluchátka Microsoft Hololens se již používají pro vzdálenou diagnostiku osob. Další na řadě jsou hospodářská zvířata.

Jak funguje přesné zemědělství

Díky integraci virtuální reality s daty z dronů mohou zemědělci vizualizovat výsledky svých činností a přijímat informovanější rozhodnutí. Například v USA se drony používají k monitorování polí a provádění diagnostiky plodin. Data se používají k modelování procesů růstu. Na základě získaných scénářů jsou vypracovány harmonogramy hnojení. Podobné systémy se používají v suchých oblastech Číny, Indie a Ghany. V těchto oblastech pomáhají při rozhodování o bodovém zavlažování zavlažovaných ploch.

Proč krávy potřebují VR brýle?

Život ve stísněných stájích si na kravách vybírá svou daň. Častěji onemocní, upadnou do letargie a v důsledku toho se snižuje tvorba mléka. Experiment ukázal, že situaci lze napravit. V moskevské oblasti Zvířata byla vybavena brýlemi pro virtuální realitu, ukazující zelené pastviny. U pokusných zvířat došlo ke snížení úzkosti a zvýšení produkce mléka o 22 %. Ruská praxe byla vyzvednuta v Turecku. Farmář Izzet Kosak koupil VR brýle pro své krávy, potvrzující výsledky ruských inovátorů.

Virtuální školení pro farmáře

Přes svět vytvořený technickými prostředky, zemědělští pracovníci se seznámí s možnostmi různých typů zařízení, získají znalosti o nuancích střídání plodin, půdních podmínkách a zdraví hospodářských zvířat. Představte si začínajícího farmáře, který si nasadí náhlavní soupravu pro virtuální realitu a ocitne se uprostřed pole. Programy a aplikace simulují různé situace, díky nimž si odborník může upevnit teoretické znalosti v praxi.

Díky VR se venkovská praxe kupodivu stává reálnější, srozumitelnější a známější i pro ty, kteří donedávna neměli tušení, odkud jídlo pochází. Takže globální gigant rychlého občerstvení McDonalds vyvinul simulaciseznámit veřejnost se svými dodavateli. Milovníci rychlého občerstvení se už nemusí divit, odkud jejich jídlo pochází.

Roboti se vydávají do polí

S příchodem digitálních technologií je zemědělský sektor považován za jedno z nejatraktivnějších odvětví pro investory, kteří mají zájem o automatizaci tohoto odvětví. Potenciál této oblasti předčí stavebnictví, obchod a pojišťovnictví. Zemědělští výrobci dnes mohou nejen rozšiřovat výrobu, ale také snižovat rizika své činnosti, díky čemuž Agroprůmyslový komplex dostává zelenou pro investice.

O zemědělství se začalo zajímat velké množství startupů, které nabízejí svou pomoc agro-průmyslovému komplexu.

Jak se roboti používají na polích:

• EcoRobotix na odplevelení (Švýcarsko). Díky cílenému použití zařízení snižuje počet plevelů o 70 %. Bezobslužný odplevelovač identifikuje nežádoucí rostliny na místě, čímž ušetří až 80 % zdrojů. Díky tomu už zemědělci nemusí rozprašovat drahé a toxické herbicidy na celá pole.

• Bezpilotní traktor John Deer 8R (USA). Zařízení je vybaveno šesti páry stereo kamer. Obrazy procházejí neuronovou sítí. Analýza pixelů trvá 100 milisekund. Při vybavení dlátovým pluhem provádí traktor hlubokou orbu. Během pracovního procesu dokáže rozlišovat mezi plevelem a užitkovými plodinami, vybírá rostliny k odstranění.

• Xaver – setí, péče a sklizeň (Německo). Malé, všestranné roboty obsluhují pole v rojích. Výpadek jedné jednotky v tomto případě nijak neovlivňuje výkon skupiny. Zařízení je připraveno plnit úkoly nepřetržitě, což farmám poskytuje neocenitelnou pomoc v nejtěžších obdobích setí a sklizně.

• Autonomní řídicí systém pro zemědělské stroje Cognitive Agro Pilot (Rusko). Robotické technologie umožňují zpracovávat pole s vysokou přesností polohování v rozmezí několika centimetrů. Práce probíhají nepřetržitě, bez nehod, prostojů, s úsporou paliva 7 % – o čem jiném si může farmář nechat zdát.

• Automatizovaný sběrač rajčat Syngenta (USA). Dnes tvoří podíl sklizně rajčat 30 % hodnoty produktu. Toto číslo lze snížit použitím robotického zařízení. Uměle inteligentní stroje Four Growers během sezóny sklízejí rajčata téměř nepřetržitě na základě předem nastavených úrovní zralosti.

• Shepherd and Weeder SwagBot (Austrálie). Robot je navržen jako „generalista“. Může být použit v procesech péče o hospodářská zvířata pro průzkum obtížného terénu. Technologie analyzuje prostředí a nasměruje zvířata na bezpečné pastviny. Při sledování stáda stroj odpleveluje.

Jak mohou drony pomoci

Na rozdíl od vozidel s lidskou posádkou je u dronů proces zpracování dat během monitorování v terénu rychlejší a produktivnější. Drony jsou snadno kompatibilní s různými typy zařízení, jako jsou IR kamery, ultrazvukové odpuzovače ptáků a hlodavců, které Zjednodušuje přechod na přesné zemědělství.

Vyzbrojený umělou inteligencí, dron posouvá věci na další úroveň, jako je schopnost rozpoznávat a ničit plevele s 96% přesností. V tomto případě se herbicidy nepoužívají na souvislém poli, ale přesně na místě. Za jeden let nebo 14 minut provozu zařízení zpracuje asi 20 hektarů půdy.

Deloitte odhaduje, že jen v roce 2023 získá zemědělský průmysl asi 8 milionů dronů. Očekává se, že do roku 2032 trh poroste 20krát.

Co se vyrábí v Rusku:

• Droneport „Stepe“. Autonomní stanice byla vytvořena, aby sloužila jako základna pro letadla obsluhující pole. Zařízení jsou ovládána na dálku odkudkoli na světě. Bezpilotní flotila slouží k leteckému snímkování, pozorování stavu ploch, sledování a řízení technologických procesů. Stanice funguje celoročně.
• Drony v secí společnosti. První experimenty byly provedeny v regionu Samara. Zde letadla nejen monitorují území, ale také osévají pole hořčicí a sladkým jetelem a ošetřují mladé výhonky proti škůdcům.
• Drony pro bramborová pole. Pěstování „druhého chleba“ bez lidského zásahu bude testováno v Čuvašsku. Drony se používaly k výsadbě hlíz a ochraně rostlin. V blízké budoucnosti se plánuje využití bezpilotní flotily pro sklizeň.

V zemědělském sektoru je skutečně mnoho inovací, ale zatím jsou slabě propojené. Je potřeba nejen zefektivnit implementaci robotů, ale udržet kurz k plné automatizaci. Existují již pozitivní příklady zavádění inovací. Digitalizace v průmyslu snižuje náklady na hnojiva, přípravky na ochranu rostlin a palivo o 20 % a další, jak ukazuje praxe USA, Číny, Německa – světových lídrů v této oblasti.

Automatizace farmy tedy může pomoci vyřešit dva problémy, které farmáře sužují léta: rostoucí náklady na chemikálie a nedostatek pracovních sil.

Odborníci jsou přesvědčeni, že pouze robotizace plodin, polní kultivace, pletí a sklizeň zvýší efektivitu farem alespoň o třetinu. Souběžně se zaváděním robotů a nových modelů řízení podniků je důležité sjednotit zemědělce, agronomy, chovatele hospodářských zvířat, výrobce zařízení a hnojiv a logistické společnosti do jedné sítě.

Intenzivní využívání půdy je dobré, ale je třeba to dělat moudře. Jinak inovace povedou k novému problému – vyčerpání polí. Dobrou zprávou je, že tento problém se již řeší.

Co je regenerativní zemědělství

Jednou z aktivně se rozvíjejících oblastí v globálním zemědělském sektoru je regenerativní zemědělství. Dnes vyrábí zemědělský sektor 25 % světových skleníkových plynů. Tato oblast se stala hlavním viníkem znečištění, eroze a vyčerpání půdy. Asi třetina polí už není vhodná pro pěstování plodin. Zemědělská činnost navíc vede k úhynu včel sbírajících pyl z plodin ošetřených insekticidy.

Tyto a mnohé další problémy jsou vyřešeny regenerativní zemědělství. Metoda je založena na moderních standardech pro pěstování ekologických plodin. Zde jsou všechny procesy považovány za jedinou síť, do které je vetkáno pěstování rostlin, chov dobytka a metody péče s cirkulací zdrojů. Nic neškodí životnímu prostředí a nic nepřijde nazmar. Tento přístup pomůže zlepšit zdraví půdy a z dlouhodobého hlediska se vyrovnat se změnou klimatu způsobenou člověkem.

Závěry

Zapojení robotů do procesů obdělávání půdy a zavlažování, pěstování rostlin a hospodářských zvířat zvyšuje produktivitu zemědělství, umožňující eliminaci neefektivních a nebezpečných pracovních metod, jako je používání chemikálií. Je důležité, aby inovace snižovaly náklady a rizika spojená s výrobou produktů. A to tlačí zemědělce k přijetí technologie.

Stojíme na prahu intelektuální revoluce v zemědělském sektoru. Robotika pomůže nejen s jídlem pro rostoucí populaci planety, ale zlepší stav půdy a vodních zdrojů, zvýší výnosy plodin a vytvoří normální podmínky pro chov hospodářských zvířat. VR brýle pro krávy zatím vnímáme jako zajímavou novinku, ale zítra se spolu s dalšími nástroji stanou každodenní realitou, která zlepší náš svět.

• zemědělské roboty
• VR v zemědělství

• Firemní blog Sber
• Virtualizace
• Vývoj robotiky
• Robotika