Автономні системи на Agritechnica 2023
Автономні польові роботи більше не є віддаленою перспективою, оскільки роботи все частіше знаходять своє практичне застосування. Однак необхідні подальші розробки, перш ніж їх можна буде використовувати в більш широкому масштабі, і фундаментальні питання безпеки все ще потребують роз'яснення.
Передові розробки в галузі мобільних машин уможливили те, що автономні машини оброблятимуть орні землі у великих масштабах, і справді, перехід до безпілотних польових роботів уже розпочався. Автономні системи відкривають великі можливості для сільського господарства і можуть надати корисну підтримку фермам у їхній повсякденній роботі.
Від посіву та захисту врожаю до збирання врожаю та обробітку ґрунту - автономні роботи можуть зробити значний внесок у польові роботи, сприяти збереженню як природних ресурсів, так і ґрунту. Виконуючи трудомісткі завдання, як-от прополка, польові роботи також можуть допомогти розв'язати проблему нестачі робочої сили, а завдяки масштабованій технології автономні системи майбутнього також стануть життєздатною перспективою для невеликих ферм.
Усі великі виробники сільськогосподарської техніки, а також стартапи і невеликі компанії зараз працюють над комерційними польовими роботами і над системами повної або часткової автоматизації польових робіт. Чого можна очікувати від цієї технології? На виставці Agritechnica 2023, яка пройде 12-18 листопада в Ганновері, Німеччина, численні компанії представлять свої рішення і дадуть відповіді на важливі питання керівників ферм.
Автономний або повністю автоматизований
Автономність сільськогосподарської техніки може мати основоположне значення для конструкції, наприклад, польових роботів або, альтернативно, можна модифікувати наявні трактори, комбайни та знаряддя. Досі не існує загальноприйнятого визначення того, що відрізняє автономну систему від повністю автоматизованої. Однак автоматизація наявного обладнання, такого як розкидачі добрив або обприскувачі для захисту рослин, забезпечує основу для автономності.
У не настільки віддаленому майбутньому автономні трактори та знаряддя можуть замінити сьогоднішні "нерозумні" комбінації тракторів і знарядь. Уже відбувається перехід від автоматизованих до автономних систем, у яких інноваційні сенсорні та робототехнічні технології, але не обов'язково повноцінні системи, можуть підтримувати роботу ферми.
Автономні технології в реальному світі
Автономні польові роботи для культивації та технічного обслуговування вже виконують сільськогосподарські завдання, як-от посів і механічна боротьба з бур'янами, або як однофункціональні роботи, або як частина системного рішення. У багатьох випадках польові роботи, як і раніше, не можуть конкурувати зі стандартними технологіями з погляду продуктивності та надійності, але їхня перевага полягає в значній потенційній економії за рахунок цілодобової роботи. Безпілотні транспортні засоби можуть використовуватися індивідуально або групами.
Сенсорні технології відіграють вирішальну роль у подальшому розвитку сучасних роботів. Пасивні та активні датчики з різними принципами роботи мають величезний потенційний діапазон застосування, особливо коли різні датчики використовуються в комбінації. Це відомо як злиття сенсорів.
Зростаюча важливість штучного інтелекту
З часом польові роботи зможуть вирішувати значно складніші завдання. Штучний інтелект (ШІ) дасть їм змогу сприймати навколишнє середовище, обробляти те, що вони сприймають, і самостійно розв'язувати завдання та проблеми. Підрозділ ШІ вчиться на записаних або обраних навчальних даних шляхом пошуку закономірностей і повторюваних структур, з яких можна вивести закони.
Важливі проблеми безпеки все ще не вирішені
Щоб повною мірою використовувати потенціал автономних сільськогосподарських систем, таких як безпілотні трактори, роботи для посіву або прополки, необхідні інноваційні рішення для безпечної експлуатації. Є два основні варіанти: або операційне середовище спроєктоване так, щоб виключити ризик, або автономна система може надійно розпізнавати й уникати небезпечних ситуацій. Приклад першого: так звані "віртуальні огорожі" викликають аварійну зупинку, якщо польовий робот перетинає заздалегідь визначену межу.
В останньому випадку роботи можуть бути спроектовані так, щоб самостійно надійно виявляти небезпечні ситуації, використовуючи, наприклад, лідарні датчики (виявлення світла і визначення дальності), які виявляють перешкоди навіть на великих відстанях. Проте будь-яка технологія з одним датчиком сама по собі навряд чи забезпечить необхідну надійність, і для забезпечення необхідної якості знадобляться системи з декількох датчиків із "сенсорним злиттям", оптимальним поєднанням даних від декількох датчиків різного типу. І сенсорні системи, і об'єднання даних все частіше використовують штучний інтелект і машинне навчання.
Центральне питання юридичного схвалення автономних машин залишається відкритим. Європейська директива щодо машинного обладнання вимагає безпечного виключення небезпек, вимагаючи від виробників продемонструвати систему безпеки для залишеної без нагляду машини в польових умовах. Автономний автомобільний транспорт замість ручного переміщення машин також поки не вирішено.
"Людський фактор" залишається
Незважаючи на всю автоматизацію, автономність і штучний інтелект, участь людини, як і раніше, буде незамінною в багатьох галузях. Чим складніше завдання, тим складніше його повністю автоматизувати. Незважаючи на те, що дедалі більше і більше польових роботів обходитимуть сільськогосподарські угіддя, людина має ухвалювати рішення з управління посівами, а також адаптувати і програмувати автономні системи для цієї ділянки.
Автономні та повністю автоматизовані системи і рішення, безсумнівно, можуть допомогти менеджерам ферм в ухваленні рішень, але основна відповідальність залишається за ними, а не за машиною.
Рішення повинні окупатися
Зрештою, економічна ефективність визначатиме, чи зможуть автономні системи отримати ширше практичне підґрунтя і якщо так, то яким чином. Економія витрат на кабіну, підвіску та експлуатацію компенсується додатковими витратами на резервні системи управління і датчики запобігання зіткненням. Великим плюсом цих систем є більш високе завантаження, оскільки робот не потребує перерв і повинен переривати свою роботу тільки для заправки витратними матеріалами або для щоденного обслуговування. Ринковий успіх автономних систем в кінцевому підсумку залежатиме, перш за все, від чіткої правової бази і відповідних бізнес-моделей.
Купівля, оренда або постачальник послуг
Доступні різні бізнес-моделі використання автономних систем, такі як купівля або оренда роботів або надання їх як послуги. При купівлі виникає ризик того, що сьогоднішня новітня технологія завтра може виявитися знятою з виробництва моделлю через швидкі темпи технічного розвитку. Як у разі оренди, так і в разі купівлі технічні знання, необхідні для експлуатації обладнання, можуть виявитися проблемою. Альтернативою тому й іншому може бути використання обладнання та знань постачальника послуг. Варіанти для окремої компанії, ймовірно, залежатимуть насамперед від індивідуальних обставин і складності технології.
Також читайте: