Беспилотные летательные аппараты в сельском хозяйстве стали достаточно привычной техникой. С их помощью определяют площадь и границы земельных участков, осуществляют мониторинг посевов, обрабатывают поля гербицидами и т. д. Однако есть сфера, где воздушные дроны еще не слишком распространены, но их использование имеет хорошие перспективы. Речь идет о сборе урожая.
Осенью на международной выставке сельскохозяйственной техники Agritechnica 2023, состоявшейся в Германии, большой интерес у представителей отрасли садоводства в очередной раз вызвали автономные летающие роботы израильской компании Tevel Aerobotics Technologies для сбора фруктов. Они полностью автоматизируют трудоемкий процесс, компенсируя нехватку рабочей силы и демонстрируя высокое качество выполнения задач.
В состав комплекса по сбору урожая входит мобильная базовая станция и восемь летающих автономных роботов Flying Autonomous Robots (FAR).
Как отмечают в компании, дроны работают на основе использования искусственного интеллекта, компьютерного зрения и алгоритмов машинного обучения. Они умеют не только отличать фрукты от листьев и веток, но и определять степень их спелости. Таким образом, роботы собирают плоды в оптимальные сроки созревания, что гарантирует продукцию с наилучшими вкусовыми характеристиками.
Роботы способны собирать фрукты весом от 50 г до 700 г. В списке плодов, с которыми они работают, – яблоки, груши, сливы, персики, абрикосы и нектарины.
Летательные аппараты имеют вакуумные манипуляторы, позволяющие им снимать фрукты с веток точно и осторожно. Поэтому среди собранного урожая практически не бывает поврежденных плодов, даже если речь идет о таких нежных, как абрикосы или персики. А благодаря небольшим размерам и защищенным сеткой пропеллерам, дроны способны добираться до труднодоступных мест в кроне дерева.
Но функции комплекса не исчерпываются только срыванием фруктов и складыванием их в емкость на базовой станции. Оператор, дистанционно управляющий процессом с помощью мобильного приложения, в режиме реального времени получает много информации об урожае. В частности, в любой момент он может узнать общее количество собранного урожая в контейнере, вес, размер и цвет каждого из плодов и всех сразу, получив распределение их по этим показателям в процентах, точное время и геолокацию сбора, а также данные относительно выявленных на фруктах симптомов болезней. Такая информация пригодится, например, при последующей сортировке и упаковке урожая, определении его целевого назначения, наличии в саду инфекций и т. д.
Использование роботизированной системы помогает решить и ряд сопутствующих проблем, с которыми сталкиваются владельцы садов. Так, сейчас во многих странах отрасль ощущает нехватку работников. По оценкам аналитиков, если нынешняя тенденция будет сохраняться и дальше, через два десятилетия будет не хватать до пяти миллионов сборщиков фруктов. Что и не удивительно, ведь такая работа – в основном сезонная, тяжелая физически и не слишком хорошо оплачиваемая.
Кроме того, в отличие от людей, летающие дроны могут одинаково эффективно работать и днем, и ночью. Комплекс рассчитан на эксплуатацию в режиме 24/7. Если даже взять за основу для расчетов одинаковую производительность человека и работа, то один комплекс с восемью дронами, работая три смены в сутки по восемь часов, может заменить 24 работника. Нужен только один оператор в каждую смену, дистанционно следящий за работой уборочного комплекса и корректирующий ее с помощью приложения в электронном устройстве.
Таким образом, работников нужно гораздо меньше, и они выполняют уже не физическую, а интеллектуальную работу. Кстати, разработчики уверяют, что научиться управлять системой с летучими дронами нетрудно, а для овладения программой не требуется много времени. К тому же, присоединиться к такой работе в случае необходимости может и сам фермер.
Также использование роботов оптимизирует логистику. Ведь, распознавая степень спелости плодов, искусственный интеллект может определить, с каких деревьев нужно срывать фрукты в первую очередь, а до каких можно добраться позже. Соответственно появляется возможность заранее рассчитать маршрут для вывоза урожая.
Круглосуточный труд роботов позволяет сократить период сбора урожая и избежать потерь из-за перезревания и опадания фруктов. А такие потери тоже являются большой проблемой. По подсчетам экспертов рынка, сейчас более 10% выращенного в мире урожая плодов остается несобранным, из-за чего фермеры ежегодно недополучают около 30 миллиардов долларов США.
Комплекс может работать на разных видах энергоносителей. В настоящее время для работы наземной базовой станции используют газ или электроэнергию. Так как нет необходимости в том, чтобы дроны улетали от нее на большое расстояние, они не оснащены отдельными батареями и запитываются от станции. Такое решение позволяет продлить время их работы, которое зависит только от наличия энергоносителя в наземном модуле. Также станция обеспечивает и вакуум в рабочих органах летательных аппаратов.
Компания Tevel Aerobotics Technologies начала создавать летучие работы по сбору фруктов в 2017 году. С того времени она получила 11 патентов в разных странах и немало наград конкурсов и выставок в области сельского хозяйства и робототехники. Tevel сотрудничает с другими компаниями, например, с итальянской Darwin Harvesting Group, разрабатывающей наземные уборочные платформы, японской Kubota, имеющей большой опыт создания автономной аграрной техники и программных решений для нее, и т. д.
В настоящее время летучие дроны предприятия работают в садах в Израиле, США, Чили, Италии и других странах. Фермеры уже оценили преимущества такой техники. Например, ее используют в компании Unifrutti Group, которая является одним из основных глобальных игроков на рынке свежих фруктов, насчитывая более 14 тыс. га земли на трех континентах и производя около 560 тыс. т продукции садов ежегодно.
– Мы в Unifrutti очень рады принять передовую технологию автономной уборки урожая Tevel, – говорит генеральный директор компании Unifrutti в Чили Герман Илланес. – Поскольку такая техника будет играть жизненно важную роль в будущем Unifrutti и нашей отрасли, мы рассматриваем партнерство с Tevel как значительную инвестицию в будущее фруктовой промышленности. Вместе мы двигаем прогресс и устанавливаем новые стандарты совершенства.
Конечно, есть и другие варианты роботов для сбора плодов. В большинстве своем наземные модули такой техники оснащены прикрепленными к ним манипуляторами. Однако их использование имеет определенные ограничения. Как правило, манипулятор может дотянуться не до всех плодов, а также работает медленнее, чем летающие дроны. Но, в зависимости от потребностей и условий хозяйства, востребованными могут быть разные технологии, как наземные, так и воздушные.
Одно ясно точно: работы постепенно становятся обычной техникой и аграрная отрасль будет использовать их во все большем количестве и во все новых направлениях.
Поділитись в соцмережах:
