Группа ученых и студентов из Университета Адамса (графство Шропшир, Великобритания) в октябре прошлого года решила использовать последние достижения робототехники в сельском хозяйстве. Конечно, и без них существует масса решений по автоматизации культивирования растений и выращивания животных. Но исследователи захотели попробовать вовсе исключить участие человека в полевых работах. Удаленный оператор лишь наблюдает за происходящим и время от времени вводит в систему определенные корректировки, если это необходимо.
Проект было бы невозможно осуществить без поддержки государства, которое предоставило 200 тыс. фунтов стерлингов (свыше $260 тыс.). Используя эти средства, ученые и инженеры оснастили трактор и комбайн камерами, лазерными сенсорами и GPS-датчиками. Кроме того, использовались разного рода дроны и робот-разведчик. Эти системы вели мониторинг работы сельскохозяйственной техники и направляли своих «собратьев» именно туда, где они были нужны.
Кстати, площадь поля, на которой велись работы при помощи модифицированной техники, составила всего один гектар. Но это лишь первый этап проекта, ученым нужно было убедиться, что все идет по плану, поэтому размер участка выбрали такой, чтобы технику легко можно было контролировать. В дальнейшем проект можно масштабировать и начать работу на куда более крупном участке земли.
Исследователи решили задействовать в своем проекте сельскохозяйственную технику небольших размеров. По мнению руководителя проекта Кита Франклина, сейчас фермеры работают с огромными устройствами, которые очень эффективны. Но эта эффективность имеет и обратную сторону. Дело в том, что такие большие и тяжелые механизмы наносят ущерб почве на полях и всему, что там произрастает. На первых порах это незаметно, но с течением времени сельскохозяйственные работы с участием эти гигантов приводят к деградации грунта и, соответственно, культуры начинают давать гораздо меньший урожай, чем раньше.
Сам проект предусматривает полный цикл сельскохозяйственных работ без участия человека. Речь идет не только о сборе урожая, но и об обработке почвы, высадке растений, уходе за ними и получении урожая как результата всех этих работ.
Несмотря на то, что проект был признан успешным, не обошлось и без проблем. Например, в самом начале работ, весной, трактор не смог самостоятельно удерживать прямую линию при высевании растений. Ряды получились не слишком ровными, но и не ужасно кривыми, так что в целом результат можно считать приемлемым. Кроме того, при использовании трактора для опрыскивания поля гербицидами и фунгицидами в качестве транспортного средства для всей системы форсунок, он не успевал перемещаться по полю так, как было задумано, обрабатывая посевы равномерно. Поэтому какие-то участки опрыскивались слишком интенсивно, а какие-то оставались вовсе необработанными. В итоге последние не получили нужного количества фунгицидов и гербицидов, что привело к появлению растений и грибков, поражающих сельскохозяйственные культуры.
По признанию оператора, который отслеживал движение механизмов, направляя их в нужные места на поле, управлять техникой, глядя на экран компьютера оказалось сложнее, чем выполнять ту же операцию, находясь на поле.
Авторы проекта уверены, что в будущем на полях будут находиться лишь роботизированные системы, за малым исключением. Автопилоты задействуют не только на дорогах, но и в сельском хозяйстве. Причем здесь автоматизировать процессы перемещения устройств сложнее. На трассе и городской дороге есть понятные компьютеру знаки, разметка. На полях и грунтовках нет ничего подобного, зато есть множество препятствий, поджидающих робота на его пути. Как убрать эти препятствия и решить проблему автоматического возделывания полей и работы на фермах — это вопрос, который нужно решить в ближайшее время. Население планеты увеличивается, а количество пригодных для сельского хозяйства земель — наоборот, сокращается. Поэтому единственный путь избежать голода — получение все большего количества урожая с единицы площади. И роботы в этом могут помочь человеку.
Пока что все это — слишком дорогое удовольствие, чтобы обычный фермер мог воспользоваться технологиями такого рода. По признанию разработчиков, урожай получился одним из самых дорогих в истории сельского хозяйства. Но они не переживают по этому поводу, поскольку проект — лишь тест, и по мере совершенствования технологий и отлаживания процессов стоимость работ будет снижаться, и весьма значительно.
Что касается рабочих мест, которые могут потерять люди, занятые в сельском хозяйстве, то разработчики уверяют, что особых проблем не будет. Во-первых, процесс замены людьми роботами — это дело не одного года, а возможно, и не одного десятилетия. Во-вторых, люди не потеряют работу, а лишь сменят род деятельности. Например, вместо тракториста будет профессия «управляющий сельскохозяйственными роботами» или «аналитик мелиорации».
Как бы там ни было, процессы автоматизации и роботизации наступают повсеместно, так что изменениям вряд ли стоит сопротивляться. Зато, поскольку изменения идут не самыми быстрыми темпами, к ним можно приспособиться.
Комментарии (56)
DEN_BORODA
08.09.2017 13:42+1Дело в том, что
aleksandy
08.09.2017 13:53Какую площадь роботы обслуживали? Какая была урожайность? Какой ландшафт полей: на картинке поле чистое прямоугольное, а если поле где-нибудь рядом с лесом, и то тут, то там, имеются околки.
densss2
08.09.2017 14:30Как-то из статьи совсем не понятно:
1) какие именно культуры выращивали?
2) насколько ощутим экономический эффект от такого подхода?
3) насколько выше/ниже урожайность по сравнению с традиционными методами?
Zmiy666
08.09.2017 14:51+4Эх ну вот опять… пытатся подстроить технику для людей под поля… Чтоб поле работало эффективно — нужно подстраивать его под роботов а не наоборот. Распыление с трактора неэффективно, сейчас нужна адресная доставка целевых веществ. Это дешевле и эффективнее но сложнее. При том, что обратной связи с полем вообще нет обозначено, а для эффективного роста нужно разбивать поле на квадратные метры и контролировать температуру, влажность, кислотность, концентрацию различных ионов, микрофлору… в каждом метре. Есть много разных интересных вариантов.
Например пасека дронов — когда дроны регулярно вылетают, берут пробы, вносят удобрения, уничтожают вредителей и сорняки физическим способом (прижигают лазером например) чтоб не загрязнять почву и ратсения химикатами.
Или замечательный проект, в котором используют мостовые краны для все этих операций — кран просто движется над полем и выполняет сразу кучу операций, посев, взятие проб, внесение удобрений, уничтожение сорняков и вредителей и даже сбор урожая.
Интересная технология когда на поле разворачивают сеть труб с датчиками, когда трубы выводятся к каждому растению и у каждого ставится датчик — по трубам адресно подается удобрение разной концентрации, гербициды и тд. Но на мой взгляд слишком она сложна и годистя разве что для опытных делянок.
Есть весьма перспективная технология, когда растения высаживаются в бочки (точнее в шестигранные пластиковые трубы диаметром от 30-40 см и шире и длиной от 50 см до полутора метров, в зависимости от параметра растения. Далее мостовой кран расставляет их на поле и работает стандартная система полива. А урожай собирает либо тот же кран либо эти трубы переносят краном в цех, где автоматический станок их откупоривает, опустошает от земли, отделяет землю от корнеплода и снаряжает трубу новой, специально подготовленной почвой, сажая новое растение. Таким образом решается проблема вредоносной микрофлоры — земля то каждый раз новая. И баланс удобрений всегда нужный…
Но факт в том, что трактор с навесным оборудованием, даже робот — это уже уходящая технология. В конечном итоге они будут вытеснены более совершенными способами обработки, хоть это будет и весьма не скоро.
Не исключено, что с ростом требований к знаниям работников и снижением общего числа рабочих мест — вместо роботов на поля по закону государств начнут массово выгонять людей, чтоб они без дела не сидели и не получали разные базовые доходы) Плевать что трактор эффективнее — главная цель — занять население, а полей на всех хватит)
Gryphon88
08.09.2017 17:17Если продолжать рассуждения, то в итоге получается гидропоника в теплице. С многолетними растениями или экзотикой так ещё можно, но вот с зерновыми это скорее всего никак не окупится, дешевле всего растить растения в открытом грунте, без строительных работ (трубы и направляющие для мостовых кранов). Пока что дешевле комбинации трактор+комбайн ничего не придумали.
Zmiy666
08.09.2017 17:47+2так то да, но обработка зерновых с мостовых кранов может быть вполне экономически оправдана. Мостовой кран не нарушает структуру почвы, способен вести адресную доставку удобрений, отслеживая состояния почвы, вести посев и сбор урожая, и точечное устранение сорняков и обработку от вредителей… экономия на удобрениях. герби-, фунги-, инсекти- и прочих цидах так же может быть весьма заметной… как и экономия на ГСМ (мостовой кран электрический). Сам мостовой кран неплохо вписывается в длинные узкие полоски полей, разделенные защитными лесными полосами. Опять же крану плевать на микрорельеф, а поля не всегда бывают ровными и часто от тракториста требуется обработка поля согласно микрорельефу для предотвращения эрозии. Кран же может легко выполнять все эти работы и куда как точнее.
Тут все зависит от цен на еду и количества пригодных территорий… Если в России и Австралии на это плевать, то вот в европе уже сложнее — там пригодных земель меньше и малые страны вполне обосновано могут отказаться от тракторов в пользу кранов.
Это как установка над полями высоковольтных проводов — там тоже урожай рос на 20-25% это много, но не окупало затраты… пока не окупало.Gryphon88
08.09.2017 18:52мостовому крану нужны опоры. В порту пролет крана — не более 35м по вики. Пусть будет 50, с запасом. Пусть у нас поле в 10га, примерно квадратное (км*км), тогда ему понадобится минимум 20 мостовых кранов. Кранов больших, суровых, и опор таких же — я правильно понимаю, что кран должен или таскать бочки с землей, или плуг? Учитывая, что поля под зерновые по 10ке крупнейших производителей считают десятками миллионов га, я считаю, что массовое распространение такой технологии крайне маловероятно.
black_semargl
10.09.2017 19:29Такой кран правильней называть козловым, и опоры у него могут быть и промежуточные.
Собственно и опоры не обязаны быть постоянно уложенным рельсом, можно только столики, а рельс на них класть по мере передвижения.
BigBeaver
10.09.2017 19:42Можно использовать гусеничные платформы, полностью отказавшись от рельс. Также есть подозрение, что можно увеличить пролет за счет замены балок тросовой растяжкой (вес нагрузки намного ниже, чем у портовых контейнеров).
black_semargl
11.09.2017 16:57Основную проблему сельхозтехники — что на её перемещение по полю тратится основная часть энергии — гусеницы не решают. Да и ездить по выращиваемому плохо — а по голой земле вообще проходимость никакая.
Тут больше подходит какой-нибудь мегапаук, скачущий по точечным опорам…BigBeaver
11.09.2017 20:32Да и ездить по выращиваемому плохо
В моем варианте образуется рады дорог вместо рельс. Все остальное то же самое.Zmiy666
11.09.2017 22:24дороги зло… лучше тогда над полем просто проложить бетонный монорельс на высоте в метр на дешевых сваях, которые просто закручивают в землю, как саморезы… и пусть по нему уже ползает поезд-комбаин обслуживания.
Вполне хорошая замена тракторуBigBeaver
11.09.2017 22:57На первый взгляд, мысль крутая.
Zmiy666
12.09.2017 10:24а на второй не очень :( Все упирается в пахоту. Монорельс не утащит плуг — нагрузки на конструкцию буду чудовищными. Так же он не сможет добывать корнеплоды — там надо вскапывать грунт, а значит опять большие нагрузки на конструкцию. МОжно конечно отказаться от пахоты, но это сильно снизит урожай.Поле ценно именно пахотным горизонтом, чем он толще — тем лучше и образуется он как раз на глубину вспашки -это легко увидеть, просто сделав разрез на поле. Вобщем нужно регулярно перемешивать этот самый горизонт, поднимая утекшие вниз удобрения и вспарывая подстилающий горизонт, внося минеральную составляющую в пахотный слой. А значит иногда придется обрабатывать поле тяжелой техникой. Если мостовой кран с этим еще справится, то вот монорельс… Но монорельс великолепно справится с многолетниками — например виноград, чай, фруктовые плантации и тд Там крану работать намного сложнее ввиду того, что он действует сверху, а не сбоку и не сможет качественно обрабатывать деревья.
balexa
08.09.2017 19:02Вы бы съездили как-нибудь, да посмотрели на поля пшеницы в тех странах, которые эту пшеницу экспортируют. В Казахстане например (знаменитая целина), поля реально до горизонта, никакие краны вы не построите.
И да, бОльшая часть этого зерна идет на экспорт в Европу, поэтому наивно полагать что европейцы будут строить у себя мостовые краны для выращивания пшеницы.Zmiy666
08.09.2017 19:24Насмотрелся в свое время на эти бескрайние поля. То что вы описывали — фактически идеальные условия, естественно там мощный трактор с огромны захватом рабочей площади будет в разы дешевле.
Но вы забываете, что есть политика продовольственной безопасности, малые фермерства, патриотично настроенные граждане, хреновый рельеф и экоистерия. И внезапно в таких условиях, появляются малые хозяйства, растящие зерно для местного потребления (иногда и сами пекущие его для 1-2 магазинов) Так что использование кранов прекрасно занимает свою нишу.
Хотя конкретно зерновые — да там еще долго будут работать трактора… Хотя скорее уж различные дроны, никакой кран конечно не покроет поле в миллион Га, но я писал про пасеку дронов, вот она вполне пригодна для точечной обработки большого поля.balexa
08.09.2017 19:33Ну вот не знаю. Как мне кажется как раз для такого мелкого хозяйства трактор будет выгоден. А для еще более мелкого невыгоден даже трактор — там ручными мотокультиваторами вспахивают.
В полукустарном и малом производстве многие вещи автоматизировать дороже получится.
Gryphon88
08.09.2017 19:34Дрон тогда должен быть не квадрокоптером (как часто подразумевается), а максимально дешевым самолётом ценой как новый отечественный мотоцикл, типа биплана первой мировой или У-2, с хорошими датчиками и точным дозатором.
BigBeaver
09.09.2017 15:30Можно только из компиляции ваших кмментариев сделать статью содержательнее обсуждаемой. Пишите еще)
SinsI
08.09.2017 20:54>В конечном итоге они будут вытеснены более совершенными способами обработки, хоть это будет и весьма не скоро.
Совершенно не факт — ведь тут важна экономическая сторона, и более примитивные методы могут оказаться выгоднее.
Тот же мостовой кран — если сломается, то пока ты его чинишь — урожай пропадает.
С мини-тракторами-роботами же — такой проблемы не будет в принципе: сломался один- так есть ещё полсотни, благо каждый не дороже газонокосилки…
MegaVaD
10.09.2017 11:14Отслеживать состояние почвы нужно не так часто, хватило бы коптера и переносных датчиков на нём (влажность, ph). Ещё бы про электрическое уничтожение сорняков и насекомых-вредителей почитать где-то, потому что их можно распознавать техзрением и как-то уничтожать.
Zloy_starik
08.09.2017 16:54-5Государству следовало бы запретить такие проекты, чтобы не лишать простых людей работы.
terek_ambrosovich
08.09.2017 17:56Классика жанра:
… и вы, Федор Симеонович, вы же простые русские люди!
— П-прекратите демагогию! — взорвался, наконец, и Федор Симеонович. — К-как вам не совестно нести такую чушь? К-какой я вам п-простой человек? И что это за словечко такое — п-простой? Это д-дубли у нас простые!..
(с, ПНВС)
Siegmund
08.09.2017 16:54Почему не используется что-то по типу рядов узких рельс, по которым передвигается техника? В таком случае негативном воздействие тяжелой техники уменьшилось бы в разы
ClearAirTurbulence
08.09.2017 21:23— нет готовой техники для рельсов
— неудобно разворачиваться
— неудобно парковаться
— нужно прокладывать рельсы в поле, что дорого само по себе, и снижает полезную площадь, ведь рельсы не положить просто так в землю — нужны будут шпалы, да и это не все — просто так в чернозем шпалы с рельсами не кинуть
tmin10
08.09.2017 21:41В детской книге про науку и технику были предложены интересные варианты: по обоим сторонам узкого поля рельсы и по ним ходит что-то типа крана, на стреле которого навешиваются разнообразные сельскохозяйственные орудия. Интересно, есть ли реализации такой идеи?
tmg
09.09.2017 01:06Open Source Farmbot https://farmbot.io/ как раз кран со сменными инструментами на грядке
erwins22
09.09.2017 14:57видел старый советский фильм 70х годов где компьютер + техника с самоуправлением обрабатывали 10га. Обещали что к 2000 году это будет распространено.
MAXInator
Исключили участие человека в полевых работах — создали занятость операторов техники, дронов, робота-разведчика. Шило на мыло.
CrazyRoot
Пока да, шило на мыло.
Если доведут до ума, оптимизируют алгоритмы и «скрипты», то вполне может статься что и роботы способный выращивать урожай.
MAXInator
Естественно доведут. По всему миру пытаются, ушли гораздо дальше сабжевых фермеров, в том числе у нас. Просто не одобряю такой стиль статей — вывести в первые три абзаца что-то совершенно банальное, но представленное как достижение, закончить семью абзацами воды.
semmaxim 30-50 на обработку 1 гектара с использованием сельхозтехники, серьезно? :D
QWhisper а причем тут это? Автоматизация — это хорошо, кто ж спорит. Плохо — делать сенсацию из весьма банального достижения. ariklus, на ваш комментарий эта мысль тоже отвечает.
semmaxim
3-5 человек заменили 30-50.
batja84
1 гектар 30-50 человек? Не смешите мои тапочки. У моих родственников огород 4 гектара (если не больше), на котором они вырают картошку. Так вот их там задействавано человек 5-7, не больше.
marazm
Про масштабирование не, не слышал, да?
BigBeaver
Это и есть масштабирование, тк 4 сотки будет обрабатывать 1-3 человека.
ariklus
Исключили косарей и молотильщиков — создали занятость комбайнера, тракториста, инженера МТС, места на заводе, производящем с/х технику…
QWhisper
Я когда посмотрел, что раньше обмолачиванием зерна занималась толпа людей и молотили всю зиму, а потом в викторианскую эпоху появилась машина, которая делала это с парой человек и за неделю, то понял насколько возросла производительность труда. Да появились механики и пр, но то что делала сотня человек, сейчас может делать один. Раньше кузнец делал 1 гвоздь в 20минут.
ClearAirTurbulence
Да, только при отладенных процессах один оператор может обслуживать значительно большие площади.
DeboshiR
Всегда считаю что автоматизация производства приводит к сокращению риска получения травм, а так же снижению физической нагрузки на рабочих.
MAXInator
Конечно приводит. Только в отрыве от экономики никто ничего автоматизировать не станет, а у этих товарищей "золотой" урожай. Кроме того, сабж — не автоматизация, ведь они не исключили человека из процесса, а заменили специальности. Они, по сути, "изобрели" сельхозтехнику с телеуправлением. Заменили механизаторов на операторов дронов. Подход тех же Cognitive Technologies, ИМХО, ближе к понятию автоматизации.
grumbler66rus
Из текста и видео следует другое. Один оператор способен координировать работу нескольких единиц техники — общее количество людей сокращается.
Это на экспериментальной делянке он приглядывает за одним трактором, потому что алгоритмы не отлажены. При этом оператор большую часть времени просто смотрит на экран и ничего не делает.
MAXInator
Может, у вас какое-то другое видео есть с этого эксперимента, в котором видно, что один оператор способен контролировать работу нескольких единиц техники? Потому что на видео из поста оператор банально не справляется, что подтверждается текстом о неравномерной обработке. Кроме того, в тексте упомянуты дроны и робот разведчик. Все еще один оператор?
На экспериментальной делянке урожай «золотой» — технология не отлажена, т.е. эксперимент не удался. Внедрение телеуправления даже на малом участке не оправдалось.
И результат этого ничегонеделания не оправдался. Браво оператору?
Vjatcheslav3345
Говорят, оператор на АЭС/космонавт/дежурный офицер — тоже большую часть времени смотрит на приборы и ничего особо физически не делает. Оператор и на АЭС и на экспериментальном поле нужен как элемент безопасности + наблюдатель в научном эксперименте.
Тут смысл в другом — сейчас технологии самоуправления техники постепенно дорастают до перемещения в такой непредсказуемой среде как улицы мегаполисов, очевидно, что для менее требовательного применения в пустых и открытых от горизонта до горизонта полях они дорастут обязательно и очень быстро.
И тогда почти всем будут рулить удалённые компьютерные системы — вплоть до планирования сельхозработ в зависимости от спроса на товарных биржах.
А оператор останется 1 на 100 000 сельхозмашин и весь рабочий день на смене будет разруливать совсем уж уникальные ситуации.
MAXInator
А зачем вы подменяете мои слова? Я ничего не говорил о "физически ничего не делать".
Именно, что само. Но статья не о самоуправлении, она о удаленном управлении сельхозтехникой.
Vjatcheslav3345
Статья всё таки о роботах а не о телеуправлении.
Телеуправление применяется только тогда, когда затупил управляющий компьютер сельхозробота — поэтому, развивая мысль я и подчеркнул физическую бездеятельность оператора, не подменяя Ваши слова.
Иначе, управлять физически машиной нужно было бы ежесекундно.
Кстати, телеуправлять заглючившей машиной действительно, как жалуется оператор, очень тяжело — тут можно посмотреть воспоминания водителей лунохода — это связано с особенностями биологии человека. Поэтому полное телеуправление навряд ли можно счесть хорошим выходом — ну не нанимать же дорогого тракториста, чтобы он пахал за пультом как стахановец, из другого часового пояса и другого полушария, чтобы трактор мог и ночью работать.
MAXInator
Я, может, вас удивлю, но механизатор занимается ровно тем же самым. :D Оператор ровно так же, как механизатор за рычагами, сидит за ноутбуком и корректирует движение техники, если она идет не так, как ему нравится. Только смотрит не своими глазами, а через камеры дрона и трактора. И если ему захотелось взглянуть на качество обработки растения в конкретной точке поля — он берет пульт дрона и «летит» на поле, дроном же извлекает растение и приносит на анализ. То есть делает все то же самое, что человек в поле.
То, что вы считаете «бездействием» оператора по сравнению с обычным работником — это всего лишь цена меньшей точности обработки. В тексте поста есть описание некачественности обработки — это как если бы механизатор халтурил и работал с той же внимательностью, что удаленный оператор.
Единственное достижение сабжа, судя по пресс-релизу, это удерживание маршрута трактора с помощью автопилота от БПЛА (и то не идеально). А это, ИМХО, не стоит такой хвалебной статьи.
Jef239
Простой пример: если картошку сажать только в грядки, а не равномерно (и в грядки и в борозды), то урожай выше процентов на 30. Но для этого надо 5 см точности поперек борозды, что обычный тракторист не обеспечивает. То есть или автовождение с RTK (грубо говоря высокоточный GPS) или тракторист-виртуоз. Так вот, RTK дешевле.
Дроны — элемент точного земледелия, на сколько процентов оно урожайность повышает.
То есть все эти системы в практическом использовании — не шило на мыло, а способ повышения урожайности при том же количестве работников.
А тут пошли дальше — решили посмотреть
почтиполную автоматизацию. Ибо оператор, ведущий трактор в сложной ситуации — может обслуживать десяток тракторов одновременно. Оператор дрона — нужен один на полсотни полей и так далее…В целом в будущем — можно будет не только поднять урожайность, но и у уменьшить число работников.
P.S. Если кому интересно, то тракторист, без помощи техники нарисовавший трактором восьмерку с точностью 2 см, работает вот тут. 20 лет стажа, высшее образование, чуть ли не кандидат наук.
MAXInator
Нет, что сабжевый эксперимент и доказал:
И это один гектар. В будущем — возможно. Но люди из статьи всего лишь сделали телеуправление, это не автоматизация. Отсюда и результат.