Czy roboty mogą zastąpić człowieka?

Coraz częściej słyszymy, że rolnictwo powinno się zmienić, aby zatrzymać jego destrukcyjny wpływ na środowisko. Jednym ze sposobów na duże zmiany w produkcji żywności i pasz może być cyfryzacja i robotyzacja. Roboty do prac w rolnictwie są coraz częściej wykorzystywane i cały czas ulepszane w kierunku precyzji działania i bezawaryjności.

Roboty wykonują różne prace, np. wysiew nawozów mineralnych, pielenie, opryskiwanie czy dojenie krów. Ich wprowadzanie do praktyki rolniczej w wersjach sprawdzonych i niezawodnych może być znaczącym czynnikiem, który zadecyduje o sukcesie nowej branży. Wówczas zyskają uznanie producentów rolnych i będą chętniej wykorzystywane. Jednocześnie rolnik będzie miał więcej czasu na inne obowiązki.

Po co roboty?

Zwiększający się brak siły roboczej, stały wzrost kosztów zatrudnienia pracowników czy coraz większa niechęć do wykonywania uciążliwej pracy w trudnych warunkach polowych i pogodowych, są czynnikami, z którymi obecnie zmaga się coraz więcej producentów rolnych. Poza tym, rolnicy starzeją się, a zmiany pokoleniowe nie zawsze następują, ponieważ dochód z działalności rolniczej nie jest stabilny, a praca w gospodarstwie jest mało atrakcyjna. Prace na roli wymagają też dużego wysiłku fizycznego, podnoszenia i przenoszenia ciężkich przedmiotów, są często monotonne i muszą być wykonywane w niewygodnej pozycji. Obecnie coraz trudniej jest też zatrudnić odpowiednią liczbę pracowników, co skłania producentów rolnych do poszukiwania innych możliwości terminowego wykonania zaplanowanych prac i zadań, które w sezonach agrotechnicznych muszą być czasami realizowane w dni ustawowo wolne od pracy, czy też dni świąteczne.

Powyższe utrudnienia sprawiają, że rośnie zainteresowanie robotami i pojazdami autonomicznymi dającymi producentom całkowicie nowe możliwości, które dotychczas nie były brane pod uwagę. Roboty są zawsze gotowe do pracy i nie protestują przy podejmowaniu męczących i monotonnych obowiązków. Mogą być wyposażone w wysoko zaawansowane czujniki, dzięki którym potrafią spełniać zupełnie nowe zadania, których człowiek nie jest w stanie podjąć. Dzięki zaawansowanym czujnikom, robot może widzieć to, co dla oka ludzkiego jest niewidoczne. Na przykład w sadach, parch jabłoni jest widoczny dla ludzkiego oka około 12 dni po zakażeniu. Robot, dzięki specjalnym czujnikom, zakażenie parchem widzi już w drugim dniu, co pozwala na wczesną interwencję. Tym samym roboty mogą wykonywać zupełnie inne prace niż człowiek lub tradycyjne maszyny. Wprowadzane obecnie do rolnictwa roboty dają możliwość znacznego ograniczenia zużycia środków ochrony roślin przez ich precyzyjne stosowanie, dokładnie w miejscach, gdzie jest to potrzebne, a nie na całej powierzchni pola.

Zupełnie nowy rynek

Według danych Międzynarodowego Forum Robotyki Rolniczej (FIRA), światowy rynek robotyki rolniczej w 2018 r. wynosił 4,7 mld dolarów, w 2021 r. ok. 7,6 mld dolarów, a na 2030 r. spodziewana jest wartość około 35,9 mld dolarów. Tym samym w latach 2022-2030 planowany jest skumulowany roczny wskaźnik wzrostu wynoszący 18,3 proc. Dla porównania, obecna wartość rynku herbicydów wynosi ok. 30,3 mld dolarów. Powyższe dane świadczą, że mimo młodego wieku tej branży, rynek robotyki bardzo szybko się rozwija i zyskuje akceptację producentów rolnych.

Chwasty bez szans

Szwajcarska firma Ecorobotix oferuje całkowicie autonomiczny robot AVO, który jest zasilany energią słoneczną oraz akumulatorami i waży 750 kg. Może pracować przez całą dobę oraz przy zachmurzonym niebie i zwalczać chwasty przez bezpośrednią docelową aplikację herbicydu, w uprawach rzędowych, na użytkach zielonych lub w poplonach i uprawach współrzędnych. W opinii producenta, stosowanie takiej technologii można zmniejszyć zużycie herbicydów o około 90 proc., a AVO może osiągać wydajność do 0,6 ha/h. W zależności od oświetlenia słonecznego, warunków pracy, ładowania baterii i warunków terenowych, robot może wykonać ochronę na powierzchni do 10 ha/dobę. Użytkownik może wprowadzić informacje o granicach pola i uprawianej roślinie za pomocą interfejsu do obsługi oprogramowania robota. Następnie system wytycza ścieżkę nawigacji, uwzględniając kształt pola i informacje wprowadzone przez użytkownika. Dzięki wykorzystywaniu specjalnej techniki pozycjonowania satelitarnego (GPS RTK) i nawigacji wizualnej, robot uzyskuje dokładność do 1 cm. AVO porusza się po polu z dużą precyzją i bardzo rzadko zdarza mu się najeżdżać na uprawiane rośliny. Zastosowany napęd na cztery niezależnie sterowane koła umożliwia robotowi omijanie przeszkód i poruszanie się na zboczach. Takie rozwiązanie zapewnia również dużą zwrotność i bardzo mały promień skrętu. Za pomocą wielokamerowego systemu wizyjnego AVO wykrywa chwasty i spryskuje je, przejeżdżając nad nimi za pomocą belki z rozpylaczami. Na belce do opryskiwania o regulowanej wysokości od 15 do 30 cm nad powierzchnią pola, są zamontowane 52 równo rozmieszczone rozpylacze. Według producenta, w idealnych warunkach identyfikowane jest ponad 90 proc. chwastów, a błąd wynosi mniej niż 5 proc. Robot może wykonywać zabiegi herbicydami kontaktowymi, systemicznymi i nieselektywnymi. Operator może sterować i monitorować pracę robota AVO za pośrednictwem aplikacji mobilnej Ecorobotix oraz za pośrednictwem aplikacji internetowej na komputery stacjonarne. Podczas pracy, dane z robota są przesyłane na serwer Ecorobotix. Informacje dotyczą m. in. lokalizacji w czasie rzeczywistym, stanu naładowania akumulatora, poziomu cieczy roboczej i zagęszczenia chwastów.

Na rynku dostępne są też roboty francuskiej firmy Naio Technologies: Oz, Orio, Jo i Ted. Robot Oz specjalizuje się w uprawach rzędowych i przede wszystkim ma ułatwiać pracę rolnikom zajmującym się uprawą warzyw. Waży 150 kg, ma wysokość 83 cm i może zostać wyposażony w różne narzędzia do mechanicznego zwalczania chwastów. Według producenta, w ciągu 1 godziny jest w stanie wykonać pracę na powierzchni 1000 m². Dzięki akumulatorom litowo-jonowym może pracować do 8 godzin. Podczas zbioru, robot może być wykorzystywany jako autonomiczny transporter polowy, który zamiast pracownika przewozi np. skrzynki z truskawkami i podczas jednego przejazdu jest w stanie dostarczyć na skraj pola do 90 kg zebranego plonu. Może być też wykorzystywany do sadzenia rozsady oraz ciągnąć przyczepę o masie do 300 kg. Na duże plantacje firma Naio Technologies oferuje rozwiązanie o nazwie Dino. Urządzenie waży 1250 kg i może odchwaszczać kilka rzędów jednoczeście lub pasy o szerokości od 1,6 do 2,2 m, w których mniejsze roboty nie mogłyby się poruszać. W korzystnych warunkach może rozwijać prędkość roboczą do 4 km/h co pozwala osiągać wydajność dzienną do 4 ha. Pozostałe roboty to: Orio – autonomiczny nośnik narzędzi o masie 1200 kg do prac w uprawach warzyw i ziół; Jo – autonomiczny robot do prac w w międzyrzędziach winorośli i Ted – autonomiczny robot do prac pielęgnacyjnych w winnicach, mogący współpracować z szeroką gamą narzędzi, a jego cena jest szacowana na 175 tys. euro.

prof. UPP, dr hab. inż. Ireneusz Kowalik

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Cały tekst można przeczytać w wydaniu 12/2022 miesięcznika „Przedsiębiorca Rolny”