Применение и вызовы сельскохозяйственных роботов

Одна из причин, часто называемых необходимостью развития робототехники, — это нехватка рабочей силы. Однако основная причина развития робототехники заключается в том, чтобы освободить людей от работы в тяжелых условиях. Например, в удушающей жаре летом, когда температура в сельскохозяйственных теплицах может достигать 60°C, важно заменить человеческий труд роботами, независимо от сложности работы. Это необходимость, ориентированная на человека.

Сельское хозяйство — это сложная система с множеством этапов, даже в простой культуре растений, включая посев, рассаду, пересадку, посадку, орошение, прополку, опрыскивание, обрезку, прищипку, опыление, прореживание, сбор урожая, транспортировку и хранение. Каждый из этих этапов необходимо постепенно поручать роботам.

Текущие тенденции в разработке сельскохозяйственных роботов

1. Научно-исследовательские учреждения в настоящее время сосредоточены на этапе сбора урожая, который включает решение трех основных задач: определение цели сбора, определение места резки и выполнение действия сбора. Определение цели требует распознавания изображений, что соответствует текущему популярному направлению в области искусственного интеллекта, что облегчает получение финансирования. Кроме того, сбор урожая относительно прост по сравнению с такими задачами, как пахота, которая требует высокой мощности и сталкивается с сложными подземными условиями.

Общие проблемы в сельскохозяйственной робототехнике

1. Стоимость: Стоимость должна быть снижена до уровня обычной сельскохозяйственной техники. В настоящее время один сельскохозяйственный робот может стоить сотни тысяч долларов, что делает его дороже, чем автомобиль премиум-класса, и снижает его рентабельность. Это особенно актуально для роботов, которые интенсивно используются в течение коротких периодов времени и остаются бездействующими в остальное время, например, роботов для сбора чая. Например, в чайном регионе зеленый чай необходимо собрать примерно за 14 дней. Даже если каждый робот может заменить труд пяти человек, потребуется большое количество роботов для концентрированных операций.

2. Адаптивность к сложной местности: Сельскохозяйственные угодья сложны, начиная с разных уклонов горных районов и заканчивая различными условиями в теплицах, включая рыхлую почву, твердую землю, грязные поля и рисовые поля. Выбор подходящей мобильной платформы уже является сложной задачей.

3. Стандарты сельскохозяйственной техники и агрономии: Хотя сельскохозяйственное производство в целом стандартизировано, на практике оно чрезвычайно разнообразно. Стандарты, такие как расстояние между растениями, расстояние между рядами и глубина посадки, должны быть унифицированы, и эта унификация имеет ярко выраженные региональные особенности. Местные условия варьируются, и при разработке сельскохозяйственной техники необходимо учитывать реальные потребности различных регионов. Кроме того, некоторые проблемы невозможно решить только с помощью техники и они требуют решений на этапе агрономии. Например, вместо того чтобы разрабатывать робота для сбора винограда, который может собирать виноград, растущий под разными углами, возможно, было бы эффективнее сажать виноград так, чтобы это удовлетворяло потребности автоматизации роботов для сбора винограда. Культуры очень пластичны, и их изменение часто легче.

4. Стабильность: Важность времени в сельскохозяйственном производстве является критической, и нет ничего более раздражающего для фермеров, чем поломка техники в решающий момент. Традиционная механическая техника часто может быть быстро отремонтирована самими фермерами или местными ремонтными станциями, но у сельскохозяйственных роботов сложные схемы и программное обеспечение, которые местные ресурсы могут не успеть починить. Если производитель не может предоставить своевременную поддержку, это может серьезно повлиять на график земледелия и на пользовательский опыт.