Niedobory siły roboczej w wielu sektorach gospodarki to jeden z ważniejszych czynników, które przyspieszył rozwój robotyki. Roboty zarówno stacjonarne czy mobilne znajdują coraz więcej zastosowań w produkcji przemysłowej. Okazuje się roboty coraz bardziej stają się przydatne w gospodarstwach rolnych. Jest to zasługą postępu technologicznego a szczególnie rozwojowi sztucznej inteligencji dzięki której roboty stają się coraz bardziej autonomiczne.
Jakie funkcje mogą pełnić roboty w rolnictwie? O tym piszemy poniżej.
Roboty przemysłowe, współpracujące oraz mobilne
Roboty jakie są stosowane w przemyśle a które również trafiają do sektora rolnego można podzielić na trzy grypy. Jedna z nich to roboty przemysłowe, wykonujące szereg różnych czynności. Są to urządzenia stacjonarne, które mogą spawać jak wykonywać szereg innych czynności najczęściej smutnych i monotonnych dla pracownika. Znalazły one zastosowanie przede wszystkim w branży motoryzacyjnej ale również pracują w zakładach przemysłowych różnych branż. Co interesujące coraz częściej roboty przemysłowe są stosowane w zakładach produkujących ciągniki i maszyny rolnicze.
Czy roboty przemysłowe mogą mieć zastosowanie w rolnictwie? Okazuje się że tak. Coraz bardziej powszechne roboty udojowe to swego rodzaju odmiana robotów przemysłowych. Innym przykładem jest linia do paletyzowania worków z ziemniakami i innymi warzywami firmy Domasz Robotics w której worki na palety układa robot przemysłowy.
Kolejna grupa to roboty współpracujące zwane również cobotami. W stosunku do robotów przemysłowych są one lżejsze, wolniejsze ale w wielu przypadkach mogą one pracować na tym samym stanowisku z człowiekiem. Coboty wykonują różne funkcje i zadania. Mogą one spawać, wkręcać śruby, układać różnego rodzaju elementy na liniach montażowych jak również układać różnego rodzaju towary na paletach (paletyzacja). Roboty współpracujące coraz częściej są stosowane w zakładach produkcyjnych różnych sektorów. Coboty mogą okazać się przydatne również i w rolnictwie. Jedną z ich funkcji może być paletyzacja np. na liniach pakujących owoce i warzywa. Jednakże rolnicze coboty mogą być wykorzystane do bardziej skomplikowanych zadań jak np. prace w szklarniach.
Co interesujące roboty współpracujące wyposażone w odpowiednie chwytaki są umieszczone na ruchomych platformach w wyniku czego powstają konstrukcje autonomicznych robotów do zbioru owoców i warzyw.
Trzecią grupą robotów są maszyny mobilne. Mają one zastosowanie w zakładach produkcyjnych jak i centrach logistycznych do wewnętrznego transportu. Roboty te dzieli się na dwie kategorie. Jedną z nich są roboty automatyczne AGV (ang. Automated Guided Vehicle), które do poruszania się potrzebują pasków magnetycznych lub innych elementów rozprowadzonych na podłodze zakładu (magazynu), które sczytują dzięki odpowiednim skanerom. Roboty AGV mogą poruszać się wyłącznie po wyznaczonej trasie. W momencie, kiedy zaprogramowana trasa zostanie uszkodzona, robot nie może się poruszać. Zmiana trasy wymaga znacznych przeróbek.
Na bazie konstrukcji maszyn AGV powstały automatyczne wozy paszowe dostępne w ofercie takich firm jak Lely, Delaval czy Euromilk.
Drugą grupę stanowią autonomiczne roboty mobilne AMR (ang. Autonomous Mobile Robots), które pomimo swojego podobieństwa do maszyn AGV są bardziej zautomatyzowane. Poruszają się po zakładzie czy magazynie bez ingerencji człowieka, po wcześniejszym zaprogramowaniu trasy manualnie, poprzez wprowadzenie odpowiedniej mapy. Roboty AMR wyposaża się w szereg rozwiązań (radary Lidar, systemy wizyjne i inne sensory) dzięki którym nie potrzebują one linii magnetycznych na podłodze jak również samodzielnie mogą omijać przeszkody. W przypadku robotów AMR możliwa jest zmiana ich trasy poruszania się bez większych nakładów czasu i pracy.
Na bazie idei robotów AMR powstają mobilne roboty rolnicze przeznaczone do prac polowych lub w gospodarstwie (zadawanie pasz). Co do autonomicznych robotów polowych jako maszyn do zadawania pasz jak na razie znane są dwie konstrukcje. Jedną z nich autonomiczny wóz paszowy Aura marki Kuhn. Druga maszyna to robot Exos firmy Lely.
Zdecydowanie więcej jest autonomicznych maszyn przeznaczonych do prac polowych. Co interesujące niektóre autonomiczne roboty są już dostępne na polskim rynku. Są to roboty firmy Agrointelli, FarmDroid czy Naio Technologies. Niebawem autonomiczny robot polowy będzie dostępny w ofercie polskiej spółki Unia.
W gamie autonomicznych robotów polowych można wyróżnić kilka kategorii tych maszyn w zależności od budowy i przeznaczenia.
Rodzaje autonomicznych robotów polowych
Najbardziej powszechne autonomiczne roboty rolnicze to maszyny służące do mechanicznego usuwania chwastów. Przeznaczenie tych robotów to przede wszystkim plantacje warzyw ale również buraka cukrowego i kukurydzy. Najczęściej roboty pielące są wyposażone w mechaniczne elementy robocze dopasowane do rodzaju roślin. Jednakże są również konstrukcje w których do zwalczania chwastów stosuje się promienie lasera lub ładunek elektryczny.
Roboty pielące mogą być wyposażone w kamery 3D i systemy wizyjne, które identyfikują chwasty bądź przynajmniej rozróżniają je od roślin uprawnych. Dzięki temu elementy robocze robotów mogą je usuwać.
Niektóre roboty mogą być jeszcze doposażone w opryskiwacze dzięki którym można wykonywać miejscowy oprysk. Inaczej mówiąc nie jest opryskiwana cała powierzchnia pola a jedynie obszary w których występuje zagrożenie.
Druga kategoria robotów to autonomiczne ciągniki rolnicze choć niekoniecznie podobne konstrukcyjne do klasycznych traktorów. Inaczej mówiąc są to wielozadaniowe pojazdy wyposażone w tylny a niekiedy i przedni TUZ oraz WOM a także układ hydrauliki zewnętrznej. Z taki robotami można agregować szereg różnych narzędzi i maszyn. Mogą to być kultywatory ścierniskowe, agregaty uprawowe, siewniki, rozsiewacze ale również i pielniki. Podobnie jak poprzednia grupa robotów poruszają się one z wykorzystaniem nawigacji satelitarnej w technologii RTK.
Kolejną grupą robotów, które rokują duże perspektywy dla rolnictwa są roboty do zbioru owoców oraz warzyw. Tego typu maszyny są dla ich konstruktorów największym wyzwaniem z racji tego że elementy robocze robotów do zbioru muszą imitować pracę ludzkich rąk i dłoni. Jednakże są już pierwsze prototypy robotów w których zastosowano różne rozwiązania. W jednej z opcji wykorzystano ramiona robotyczne czy inaczej mówiąc roboty współpracujące wyposażone w odpowiednie chwytaki. Maszyny z takim są testowane w zbiorach takich owoców jak np. jabłka. Owoce są rozpoznawane za pomocą systemu wizyjnego, który ocenia również stopień ich dojrzałości i uszkodzeń a także naprowadza element roboczy na owoc jaki ma być zerwany.
Inne rozwiązania wykorzystywane do zbioru owoców przypominają ideę odkurzacza. Elementem w takiej opcji jest rura w której wytwarzane jest podciśnienie. Poprzez tą rurę owoc jest zasysany i w ten sposób następuje jego zerwanie z gałęzi. W tym przypadku również element roboczy jest sterowany za pomocą systemu wizyjnego.
Inny, dość oryginalny pomysł to wykorzystanie dronów wyposażonych w specjalny chwytak, które są zintegrowane z platformą jezdną. Drony te zrywają pojedyncze owoce i wkładają je do skrzyni.
Roboty autonomiczne w rolnictwie – perspektywa przyszłości
Zastosowanie robotyki coraz bardziej jest widoczne w różnych sektorach gospodarki. Od pojazdów autonomicznych po zautomatyzowane boty usługowe – roboty zajmują coraz większe miejsce w naszym codziennym życiu. Rolnictwo to największy sektor produkcyjny na świecie, który ogromnie potrzebuje technologii. Migracja ludności z regionów wiejskich do miast oraz niekorzystne zjawisko demograficzne jakim jest starzenie się ludzi, niedobór siły roboczej to ważne przyczyny i właściwy czas na wdrożenie zastosowań robotyki w rolnictwie.
Dzięki ciągłemu rozwojowi technologicznemu robotyka osiągnie nowy poziom a niewątpliwie roboty w rolnictwie będą coraz bardziej powszechne.
