Автономные системы на Агритехнике 2023
Автономные полевые работы больше не являются отдаленной перспективой, поскольку роботы все чаще находят свое практическое применение. Однако необходимы дальнейшие разработки, прежде чем их можно будет использовать в более широком масштабе, и фундаментальные вопросы безопасности все еще необходимо прояснить — Агритехника, 12-18 ноября 2023 г. Передовые разработки в области мобильных машин сделали возможным, что автономные машины будут обрабатывать пахотные земли. приземляться в больших масштабах, и действительно, переход на беспилотных полевых роботов уже начался. Автономные системы открывают большие возможности для сельского хозяйства и могут оказать полезную поддержку фермам в их повседневной работе.
От посева и защиты урожая до уборки урожая и обработки почвы — автономные роботы могут внести значительный вклад в полевые работы, способствовать сохранению как природных ресурсов, так и почвы. Выполняя трудоемкие задачи, такие как прополка, полевые роботы также могут помочь решить проблему нехватки рабочей силы, а благодаря масштабируемой технологии автономные системы будущего также станут жизнеспособной перспективой для небольших ферм. Все крупные производители сельскохозяйственной техники, а также стартапы и небольшие компании сейчас работают над коммерческими полевыми роботами и над системами полной или частичной автоматизации полевых работ. Чего можно ожидать от этой технологии? На выставке Agritechnica 2023, которая пройдет 12–18 ноября в Ганновере, Германия, многочисленные компании представят свои решения и дадут ответы на важные вопросы руководителей ферм.
Автономность или полная автоматизация
Автономность сельскохозяйственной техники может иметь основополагающее значение для конструкции, например, полевых роботов или, в качестве альтернативы, можно модифицировать существующие тракторы, комбайны и орудия. До сих пор не существует общепринятого определения того, что отличает автономную систему от полностью автоматизированной. Однако автоматизация существующего оборудования, такого как разбрасыватели удобрений или опрыскиватели для защиты растений, обеспечивает основу для автономности. В не столь отдаленном будущем автономные тракторы и орудия могут заменить сегодняшние «неразумные» комбинации тракторов и орудий. Уже происходит переход от автоматизированных к автономным системам, в которых инновационные сенсорные и робототехнические технологии, но не обязательно полноценные системы, могут поддерживать работу фермы.
Автономные технологии в реальном мире
Автономные полевые роботы для культивации и обслуживания уже выполняют сельскохозяйственные задачи, такие как посев и механическая борьба с сорняками, либо как однофункциональные роботы, либо как часть системного решения. Во многих случаях полевые роботы по-прежнему не могут конкурировать со стандартными технологиями с точки зрения производительности и надежности, но их преимущество заключается в значительной потенциальной экономии за счет круглосуточной работы. Беспилотные транспортные средства могут использоваться индивидуально или группами. Сенсорные технологии играют решающую роль в дальнейшем развитии современных роботов. Пассивные и активные датчики с различными принципами работы имеют огромный потенциальный диапазон применения, особенно когда разные датчики используются в комбинации. Это известно как слияние сенсоров.
Растущая роль искусственного интеллекта
Со временем полевые роботы будут способны решать значительно более сложные задачи. Искусственный интеллект (ИИ) позволит им воспринимать окружающую среду, обрабатывать то, что они воспринимают, и самостоятельно решать задачи и проблемы. Подразделение ИИ учится на записанных или выбранных обучающих данных путем поиска закономерностей и повторяющихся структур, из которых можно вывести законы.
Важные проблемы безопасности все еще не решены
Чтобы в полной мере использовать потенциал автономных сельскохозяйственных систем, таких как беспилотные тракторы, роботы для посева или прополки, необходимы инновационные решения для безопасной эксплуатации. Есть два основных варианта: либо операционная среда спроектирована так, чтобы исключить риск, либо автономная система может надежно распознавать и избегать опасных ситуаций. Пример первого: так называемые «виртуальные ограждения» вызывают аварийную остановку, если полевой робот пересекает заранее определенную границу. В последнем случае роботы могут быть спроектированы так, чтобы самостоятельно надежно обнаруживать опасные ситуации, используя, например, лидарные датчики (обнаружение света и определение дальности), которые обнаруживают препятствия даже на больших расстояниях. Тем не менее, любая технология с одним датчиком сама по себе вряд ли обеспечит требуемую надежность, и для обеспечения необходимого качества потребуются системы из нескольких датчиков с «слиянием датчиков», оптимальным сочетанием данных от нескольких датчиков различного типа. И сенсорные системы, и объединение данных все чаще используют искусственный интеллект и машинное обучение.
Центральный вопрос юридического одобрения автономных машин остается открытым. Европейская директива по машинному оборудованию требует исключения опасностей, требуя от производителей продемонстрировать систему безопасности для оставленной без присмотра машины в полевых условиях. Автономный автомобильный транспорт вместо ручного перемещения машин также пока не решен.
«Человеческий фактор» остается
Несмотря на всю автоматизацию, автономность и искусственный интеллект, участие человека по-прежнему будет незаменимо во многих сферах. Чем сложнее задача, тем сложнее ее полностью автоматизировать. Несмотря на то, что все больше и больше полевых роботов будут обходить сельскохозяйственные угодья, человек должен принимать решения по управлению посевами, а также адаптировать и программировать автономные системы для этого участка.
Автономные и полностью автоматизированные системы и решения, несомненно, могут помочь менеджерам ферм в принятии решений, но основная ответственность остается за ними, а не за машиной. Решения должны окупаться. В конечном счете, экономическая эффективность будет определять, смогут ли и если да, то каким образом автономные системы получить более широкую практическую поддержку. Экономия затрат на кабину, подвеску и эксплуатацию компенсируется дополнительными расходами на резервные системы управления и датчики предотвращения столкновений. Большим плюсом этих систем является более высокая загрузка, так как робот не нуждается в перерывах и должен прерывать свою работу только для заправки расходными материалами или для ежедневного обслуживания. Рыночный успех автономных систем в конечном итоге будет зависеть, прежде всего, от четкой правовой базы и подходящих бизнес-моделей.
Покупка, аренда или поставщик услуг
Доступны различные бизнес-модели использования автономных систем, такие как покупка или аренда роботов или предоставление их в качестве услуги. При покупке возникает риск того, что сегодняшняя новейшая технология завтра может оказаться снятой с производства моделью из-за быстрых темпов технического развития. Как в случае аренды, так и в случае покупки технические знания, необходимые для эксплуатации оборудования, могут оказаться проблемой. Альтернативой тому и другому может быть использование оборудования и знаний поставщика услуг. Варианты для отдельной компании, вероятно, будут зависеть в первую очередь от индивидуальных обстоятельств и сложности технологии.
Агритехника 2023: Презентация актуальных технологий и разработок
В будущем автономные системы будут поддерживать экономичное земледелие, особенно на крупных фермах. Благодаря масштабируемой технологии небольшие фермы с обширным трудоемким ручным трудом, такие как органическое земледелие и выращивание овощей, могут получить равную выгоду. В ноябре на многих стендах выставки «Агритехника» будет представлен широкий выбор полевых роботов — для использования при выращивании кукурузы, картофеля, овощей и других полевых культур, а также для таких работ, как защита посевов, обработка почвы и другие задачи. Производители, стартапы и университеты представят в Ганновере свои концепции и решения для высокоавтоматизированного сельского хозяйства. Посетители «Агритехники 2023» получат широкие возможности обменяться с экспонентами идеями об их решениях и подробно узнать о робототехнических и других автономных системах.
фото: FarmDroid
