Bár gyakorlatilag már több száz éve léteznek automatizált mezőgazdasági berendezések, kifejezetten mezőgazdasági célú felhasználásra tervezett robotgépek csupán a XX. század végén váltak elérhetővé. Elsősorban a számítási teljesítmény és a gépi látás terén elért jelentős fejlődésnek köszönhető, hogy a robotgépek immár a mezőgazdaságban is sikerrel alkalmazhatók.
Amint azt a nevük is sugallja, a mezőgazdasági robotgépeket a gazdaságokban felmerülő különféle feladatok ellátására tervezik. Kiválthatják például az emberi munkaerőt az ismétlődő és fizikailag megterhelő munkafolyamatokban. Emellett egyre több ágazatspecifikus mezőgazdasági munkához is felhasználhatók. A BlueWeave Consulting szerint a mezőgazdasági robotgépek világpiaca robbanásszerű fejlődés előtt áll az elkövetkezendő években. Ha hihetük az előrejelzéseknek, a piac még az évtized vége előtt 81 milliárd dolláros éves bevételt generál majd.
Olvasson többet a mezőgazdasági robotok növekvő népszerűségéről robotikai útmutatónkban. Megvizsgáljuk főbb alkalmazási területeiket, valamint az alkalmazásuk útjában álló kihívásokat.
Miért érdemes mezőgazdasági robotgépeket használni?
Az ipari gépekhez hasonlatosan a mezőgazdaságban alkalmazott robotgépek is drasztikus fejlesztéseket tesznek lehetővé, amelyek következtében a gazdák növelhetik a termelés hatékonyságát és termőföldjük hozamát. De más előnyei is vannak annak, ha robotgépeket alkalmazunk a gazdaságban:
- A gazdaságban használt robotgépek kevesebb hibával és gyorsabban dolgoznak az emberi munkaerőnél.
- A gyomok és kártevők érzékelésére szolgáló szenzorokkal felszerelt mezőgazdasági robotgépek révén a gazdák csökkenthetik a növényvédő szerek mennyiségét, ami kedvező hatással van a természetre. Ezek az intelligens gépek biztosítják, hogy csak a gyommal vagy kártevővel fertőzött területeken kerüljön sor permetezésre, ezáltal szinte vegyszermentessé tehető a gazdálkodás.
- Az ipari robotokhoz hasonlóan a mezőgazdasági robotgépek is megállás nélkül, minimális karbantartás mellett üzemeltethetők. Mindez csökkenti az emberi munkaerőtől való függőséget és az élelmiszer-termelés összköltségét.
- Egyes mezőgazdasági robotgépek különféle, eltérő feladatok ellátására alkalmas végeffektorokkal szerelhetők fel, ami lehetővé teszi az adott robotgép sokoldalúbb felhasználását. Ezáltal a beruházás több területen is érezteti jótékony hatását.
- A gazdaságok automatizálása hatékonyabbá teszi az ellátási láncokat, csökkentve az élelmiszer-pazarlást és növelve a nyereségességet. Ez pedig akár a fogyasztói árak eséséhez is vezethet.
Mindezen előnyök ellenére van még néhány technológiai akadály, amelyeket át kell hidalni ahhoz, hogy a mezőgazdasági robotgépek széles körben elterjedhessenek. Ezekre a későbbiek folyamán még kitérünk.
A mezőgazdasági robotgépek és alkatrészek alkalmazási területei
Milyen mezőgazdasági munkafolyamatokat képesek ellátni a robotgépek? Íme néhány példa a főbb alkalmazási területekről.
- Vetés – A magok szórásával történő hagyományos vetés nem mindig vezet optimális eredményre, így maga a vetési módszer is csökkentheti a hozamot. A geostatisztikai adatokon alapuló automata vetés ugyanakkor biztosítja, hogy a magok pontosan a megfelelő helyre és mélységbe kerüljenek.
A kapacitív közelítésérzékelők mind a hatalmas magtároló silók, mind a kisméretű konténerek esetén hasznos segítséget nyújthatnak a folyadék- és szárazanyag-tartalom méréséhez. A Carlo Gavazzi által gyártott CA30 érzékelőket kifejezetten a száraz gabona pontos érzékelésére tervezték. Az érzékelő megbízható és pontos képet ad az egységterületen várható hozamról. A várható hozam ismeretében egyszerűen és pontosan meghatározható a növényvédő és gyomirtó szerek szükséges mennyisége.
- Kertészet – A mezőgazdasági robotok sikerrel alkalmazhatók a kertészeti munkálatok folyamán, különösen a cserepes növények termesztése és szállítása során. A számos létező megoldás közül kiemelnénk a holland WPS vállalat termékét. Ez a különféle érzékelőkkel felszerelt, intelligens robotkar képes a növények felvételére és elhelyezésére.
- Öntözés és műtrágyázás – Az automatizált megoldásokat alkalmazó, pontos öntözőrendszerek jelentős megtakarítást eredményezhetnek a vízfelhasználás terén. Bár a technológia kifejlesztése még a kutatási fázisban tart, a mezőgazdasági robotgépek ígéretes eredményeket hoztak a növénybarázdák közötti áthaladás és a műtrágya, illetve az öntözővíz pontos permetezése terén.
- Betakarítás – A termés betakarítása repetitív folyamat, amely kiválóan alkalmas arra, hogy robotok végezzék. A robotgépek megoldást nyújthatnak a szezonális munkaerő toborzási nehézségeire (tudvalevő, hogy számos ország küzd azzal, hogy egyre nehezebben talál szezonális munkásokat). Megjegyzendő azonban, hogy a betakarított terménnyel óvatosan kell bánni, hogy megelőzhető legyen annak károsodása (ellenkező esetben számolni kell az eladhatatlan termények mennyiségének növekedésével). Az egyik eperszedésre specializálódott vállalat a Harvest CROO. Robotgépei szkennelés útján meghatározzák az eper érettségi szintjét, és képesek úgy leszedni az érett példányokat, hogy nem tesznek kárt a gyümölcsben. A betakarítás megkönnyítése érdekében a Carlo Gavazzi alkatrészek egész tárházát biztosítja robotgépeihez, induktív közelítésérzékelőktől kezdve egészen a passzív mágneses termékfelvétel érzékelőkig (PA2PK).
- Gyomirtás – A gyomok elszaporodásának megakadályozása folyamatos kihívást jelent, egyfelől azért, mert a gyomnövények idővel ellenállóvá válnak a gyomirtó szerekkel szemben, másfelől pedig azért, mert egyre nagyobb a kereslet a minimális vegyszerhasználat mellett termesztett bioélelmiszerek iránt. Szerencsére már léteznek olyan mezőgazdasági robotgépek, amelyek megoldást kínálnak a problémára. A kifejezetten szőlészeti felhasználásra kifejlesztett Ted robotplatform képes különbséget tenni a haszonnövények és gyomnövények között, majd mechanikusan eltávolítja a gyomként azonosított növényeket. A rendkívüli pontossággal üzemelő robotgép egyszerűen működtethető. És ami a legfontosabb: e technológia segítségével a gazdaságok elkerülhetik a gyomirtó szerek használatát.
- Növényegészség nyomon követése – Ma már léteznek olyan kifinomult technológiával, vagyis érzékelőkamerákkal és mesterséges intelligenciával felszerelt drónok, amelyek azonosítani tudják a növényeket pusztító betegségeket. Ennek köszönhetően a gazdák még elterjedésük előtt le tudják küzdeni a betegségeket. Jó példát szolgáltatnak erre az Equinox drónok, amelyek valós idejű képanyaggal támogatják a növénybetegségek korai felismerését. Növénykárosodás esetén pedig az általuk szolgáltatott értékes információk alapján a gazdák könnyebben helyreállítják a keletkezett károkat.
- Fenotipizálás – A mezőgazdaságban fenotipizálás alatt a haszonnövények jellemzőinek – például ellenálló képességének, növekedési ütemének, hozamának és alkalmazkodó képességének – mérését és megismerését értjük. Ezzel az eljárással nemesíthetjük a növényt, vagyis javíthatjuk az említett jellemzőiket. A robotika alkalmazása a fenotipizálás terén még gyerekcipőben jár, de néhány robotikai rendszer már most hatékonyan méri a különféle növények kémiai és fizikai jellemzőiben idővel bekövetkező változásokat. A belga WIWAM vállalat fenotipizáló robotsorozata lehetővé teszi, hogy nem invazív módon képet alkossunk a növényekről.
A robotgépek mezőgazdasági alkalmazása előtt álló kihívások
Bár ezek a fejlesztések ígéretesen hangzanak, van még néhány leküzdésre váró akadály. Többek között a Monash Egyetem kutatói is hangot adtak az „intelligens gazdálkodási” módszerekkel és a robotgépek mezőgazdasági alkalmazásával kapcsolatos kételyeiknek. Aggodalmukat fejezték ki a nehéz robotgépek talajkárosító hatásával kapcsolatban, ezek ugyanis talajtömörödést okozhatnak. Emellett attól tartanak, hogy a termények szabványosítása az automatizált gazdálkodásra alkalmasabb génmódosított növényfajták előretörését eredményezheti.
Egy másik kihívás, hogy robusztusabbá kell tenni a robotikai automatizálásban használt elektromos alkatrészek jó részét, hiszen ezeknek az alkatrészeknek szélsőséges időjárási körülmények, nedvesség és különböző környezeti feltételek közepette is helyt kell állniuk. Ez pedig növeli a robotgépek előállításának összköltségét. Ráadásul a mezőgazdasági robotgépek üzemeltetéséhez szükséges infrastruktúra (például a vezeték nélküli kapcsolat) biztosítása is túlzott költségeket róhat a kisebb gazdaságokra. Idővel azonban a költségtényező valószínűleg veszíteni fog jelentőségéből, hiszen a robotgépek gyártásának bővülésével párhuzamosan az áruk is egyre vonzóbbá válik majd.
A robotikai technológia mezőgazdasági alkalmazása terén gyors ütemű technológiai fejlődésnek lehetünk tanúi, ami egyre növeli elterjedését. A technológia elterjedése pedig kedvező hatással fog járni nem csupán a gazdák és a fogyasztók, de a környezet, az egészség és a társadalom egésze számára is.
