Roboty w rolnictwie są już teraźniejszością

Robotyzacja w rolnictwie to nic nowego. Pierwsze roboty udojowe liczą już ponad 20 lat, a pierwszy robot udojowy w Polsce firmy DeLaval zaczął pracować w 2008 roku. W kolejnych latach w budynkach pojawiały się roboty podające paszę czy wyrzucające obornik. Ich celem było ograniczenie pracy rąk ludzkich. Kolejnym obszarem jest już uprawa polowa. Na razie na mniejszą skalę, bo roboty pojawiają się tam, gdzie najbardziej potrzeba wielu pracowników, co szczególnie spotęgowała wojna w Ukrainie i coraz wyższe koszty pracy. Dlatego inwestycje w roboty zaczynają się opłacać.

Autonomiczne maszyny z centymetrową dokładnością wykonują zaprogramowane przez nas zadanie. Odciążają rolnika w pracy i mogą pracować bez przerwy. Człowiekowi pozostaje jedynie zaplanowanie pracy i doglądanie upraw, przynajmniej w teorii. Są różne kierunki pracy robotami – od najmniejszych pomocników koszących trawę pod koronami drzew w sadzie po takie, które zastępują tradycyjny ciągnik.

Skupiliśmy się na robotach specjalistycznych, które zaprezentowane zostały na targach Agro Show.

Zasilany słońcem Farmdroid

Robot Farmdroid duńskiego producenta Farmsystems to w pełni autonomiczny robot, zasilany energią słoneczną. Zamontowane na maszynie panele fotowoltaiczne o mocy 1,6 kW zasilają dwa akumulatory. Silniki zużywają ok. 800 W, a nadwyżka energii trafia do akumulatora. Robota można wzbogacić o kolejne dwa akumulatory jako dodatkowe magazyny energii. Tak skonstruowany może pracować nawet przez całą dobę, gdy jest dobra pogoda. W mniej słoneczne dni zdarza się, że maszynie może zabraknąć energii do przepracowania nocy. Wtedy robot do pracy automatycznie powraca zaraz po wschodzie Słońca. Zadaniem maszyny jest założenie plantacji, pielenie oraz oprysk. Farmdroid może pracować m.in. w burakach, cebuli, rzepaku, szpinaku, czy jarmużu.

Wszystkie narzędzia robocze są napędzane elektrycznie. Kluczowy jest siew, bowiem aby móc wykonywać zabiegi pielenia czy oprysku, robot musi sam zasiać uprawę. W ten sposób zapamiętuje on położenie każdego nasiona z dokładnością do 1 cm i na podstawie ich pozycji może zacząć pielić przed ich wschodem. Co ważne, nie bazuje on na obrazie z kamer, tylko na zapisanych pozycjach, co daje mu przewagę nad pielnikami optycznymi, ponieważ może wykonywać zabieg przed pojawieniem się chwastów. Robot nie będzie pracował w uprawach, których nie zasiał.

Farmdroid może obsługiwać plantacje do 20 ha, porusza się bardzo powoli, a jego prędkość maksymalna to 900 m/h. Robot nie zjeżdża z pola, jest cały czas w uprawie. Wykorzystując całą 3-m szerokość belki jest w stanie w ciągu doby zrobić 3–6 ha. Podczas pielenia co 4–5 dni wraca do tego samego miejsca, nie pozwalając na wzrost chwastów.

W standardzie sprzedawany jest jako kompletna maszyna z siewnikiem i pielnikiem, opcjonalnie można do niego dokupić opryskiwacz precyzyjny. Rozstaw kół maszyny jest regulowany w trzech szerokościach 160–180–200 cm. Czujnikiem bezpieczeństwa jest czerwona linka ochronna, a po jej niedużym nacisku robot automatycznie się zatrzyma. Programowanie robota oraz uruchomienie go odbywać się może za pomocą panelu na maszynie lub przez aplikację mobilną. Robotem z anteną GPS objeżdża się pole i wykonuje pomiar, zaznacza wszystkie występujące przeszkody, tworząc mapę pola. W pamięci robota mogą być setki pól. Na podstawie wykonanych pomiarów robot tworzy plan zasiewu i zgodnie z nim jeździ. Maszynę należy postawić w granicach pola i włączyć funkcje prac. Dalej pracuje już całkowicie sama.

Do pracy robota konieczna jest stacja RTK w odległości do 10 km od robota. Maszynę możemy łatwo przetransportować na pole ciągnikiem, zawieszając ją na TUZ. Od lipca tego roku Farmdroid dostępny jest na polskim rynku. Za 4-rzędowy zestaw siejąco-pielący ze stacją bazową zapłacić trzeba 80 tys. euro. Każdy dodatkowy rząd to dodatkowe 4 tys. euro.

Autonomiczny ciągnik rolniczy Naio Orio

Naio Orio to autonomiczny ciągnik rolniczy, który wykorzystany może być w różnych pracach uprawowych – w warzywnictwie, szkółkach leśnych, czy uprawie buraków. Jest w pełni elektryczny, jednak w odróżnieniu od wcześniej opisywanego robota, nie jest zasilany energią słoneczną, a jego akumulatory starczają na 8–10 godzin pracy. Co ważne, ma możliwość szybkiej wymiany akumulatorów.

Do robota możemy doczepić dowolną maszynę. Orio wyposażony może być w podnośnik TUZ z przesuwną belką do precyzyjnej pracy z aktywnymi narzędziami. W momencie pracy kamera widzi roślinę uprawną i odpowiednio dopasowuje położenie belki. Sercem robota są 4 silniki w kołach, o mocy 3000 W każdy. Robot ma 700 kg udźwigu, co pozwala na pracę z 300-l opryskiwaczem.

Zainstalowane w robocie Naio Orio kamery umożliwiają pielenie zarówno w rzędach, jak i między roślinami. Ma 2 m wysokości, a jego masa wynosi ok. 1200 kg.

Autonomiczny pojazd ma szerokie możliwości zastosowania – od pielenia, przez uprawki, czy koszenie traw. Programowanie robota odbywa się z panelu zamontowanego na maszynie. Przykładowo, aby wykonać nim zabieg pielenia, należy wybrać wysokość rośliny, jej kolor, liczbę rzędów i rozstaw międzyrzędzi. Orio obsługiwany może być z pilota, za pomocą którego możemy wprowadzić go na pole i wystartować. W taki sposób trzeba przejechać też pierwszy przejazd graniczny i zaprogramować sekwencje zadań. Za precyzję odpowiada prowadzenie RTK oraz zamontowane kamery, dzięki czemu możemy przejechać do 1 cm od uprawianej rośliny.

Robotem Orio sterować można za pomocą pilota. Wykorzystuje się go np. podczas wjazdu maszyny na pole.

Orio może pracować tak samo w dzień, jak i w nocy. Waży 1200 kg, a jego wysokość całkowita to 2 m. Co istotne, można go doposażyć w narzędzia dowolnego producenta. Ma regulowany rozstaw osi w dwóch zakresach 140–190 cm i 180–225 cm i może pracować z prędkością do 4 km/h. Podstawowy nośnik narzędzi kosztuje 180 tys. euro. Doposażenie w aktywne narzędzie to koszt 60 tys. euro.

Robotti: silny robot z dieslem

Robotti to pracujący na polu zrobotyzowany nośnik narzędzi, który nie wymaga do pracy i do bieżącej kontroli udziału człowieka. Człowiek musi jednak odpowiednio zaplanować jego pracę. Przed jej rozpoczęciem należy zinwentaryzować pole, na którym będzie pracować maszyna. Trzeba też ustalić granicę i zaznaczyć wszystkie występujące przeszkody: słupy, drzewa itp. Dalej robot jest już w pełni automatycznie sterowany przez komputer. Na podstawie wprowadzonych danych sam oblicza przejazdy i nawiguje, podążając po polu wyznaczoną trasą. Tak jak u reszty, precyzyjną pracę zapewnia pozycjonowanie satelitarne z sygnałem RTK. Ze względów bezpieczeństwa wyposażony jest w czujnik lidar, dzięki któremu uniknie kolizji. Wszystkie parametry pracy oraz lokalizację można śledzić za pomocą aplikacji. Właściciel ma też podgląd z zainstalowanych na robocie kamer. W odróżnieniu od reszty, Robotti wyposażony jest w tradycyjny silnik Diesla. W zależności od modelu może mieć jeden lub dwa czterocylindrowe silniki Kubota.

Wszystkie parametry pracy oraz lokalizację robota Robotti można śledzić za pomocą aplikacji. Właściciel ma też bieżący dostęp do zainstalowanych na robocie kamer.

Mocniejszy model napędzają dwa 75-KM silniki, z czego jeden odpowiada za układ jezdny, a drugi za hydraulikę roboczą. Robot ma TUZ, który może unieść ok. 1200 kg. Robotti może współpracować z dowolnie wybranymi maszynami – od siewników, po pielniki, czy opryskiwacze, które zaczepione są na środku robota, dzięki czemu nie kołyszą się. Ważący 3 t pojazd autonomiczny podczas pracy spala średnio od 3 do 6 litrów paliwa na godzinę. Maszyna może pracować przez całą dobę, a 300-l zbiornik paliwa pozwala na nieprzerwaną pracę nawet do 60 godzin. Może pracować z prędkością do 5 km/h, co w dobowym rozrachunku daje wydajność do 36 ha.

Wykorzystywany jest głównie w warzywach, ale sprawdza się również w tradycyjnej produkcji roślinnej jako niepotrzebujący dodatkowego operatora pomocnik.

Unia i Łukasiewicz budują polskiego robota

Producent maszyn Unia wspólnie z Siecią Badawczą Łukasiewicz (w tym: Poznański Instytut Technologiczny i Instytut Lotnictwa) realizują projekt robota autonomicznego. Początkowo służyć ma on do siewu i pielęgnacji kukurydzy. W przyszłości będzie mógł być wykorzystywany również w innych uprawach, np. burakach cukrowych, słoneczniku. Polski robot będzie sam siał i pielęgnował plantację, wykorzystując do tego sześciorzędowy siewnik punktowy, pielnik, 1600-l rozsiewacz nawozów oraz 1200-l opryskiwacz z 15-m belką polową.

Źródłem napędu modelu badawczego są dwa 120-Ah akumulatory, lecz finalnie ma to być silnik spalinowy o mocy 76 KM. Robot będzie mógł poruszać się z prędkością do 8 km/h, a gdy natknie się na przeszkodę zatrzyma się. Zaletą robota jest możliwość pracy w sięgającej do 1 m kukurydzy. Wszystko to dzięki teleskopowemu unoszeniu podnośnika. Co istotne, maszyna może pracować przez całą dobę. Oprócz wykonywania zabiegów agrotechnicznych, zadaniem robota będzie zbieranie danych o stanie plantacji. Za pomocą kamer multispektralnych oraz bazy danych, polski robot będzie mógł zbierać informacje o zachwaszczeniu plantacji, występujących chorobach czy szkodnikach.

Przedstawiony robot to model badawczy. W następnym roku ukazać ma się prototyp, zaś za dwa lata trafić ma do sprzedaży.

Kiedy doświadczenia z polskich pól?

Być może za rok o tej porze będziemy mogli opisać już pierwsze doświadczenia polskich rolników z pracą robotów autonomicznych. Trzeba jednak zdawać sobie sprawę, że wprowadzenie do gospodarstwa takiej maszyny wymaga odpowiedniego przygotowania, związanego z digitalizacją pól i kontrolą pracy robota.