Automatizace zemědělství pomocí elektrických vozidel
Robotika transformuje zemědělství. Na polích již hrají roboti důležitou roli, kdy se podílejí na různých úkonech pro optimalizaci produkce, jako je odstraňování plevele bez použití pesticidů nebo rozsévaní semen. Nyní se španělský projekt snaží nahradit tyto stroje automatizovanými elektrickými vozidly, které dokážou vykonávat zemědělské práce.
Výzkumný tým z Centra automatizace a robotiky (CAR), které je smíšeným centrem Španělské rady pro vědecký výzkum (CSIC) a Politechnické univerzity v Madridu, úspěšně automatizoval elektrické vozidlo, konkrétně Renault Twizy, a transformoval ho na autonomní platformu pro inspekci pěstitelských plodin, která je schopna detekovat škůdce nebo odhadnout úrodu.
Efektivní monitorování plodin je klíčové pro maximalizaci zemědělského výnosu, zlepšení kvality úrody a snížení provozních nákladů. I když roboti představují přesnější alternativu k manuálním inspekcím, mají omezení v oblasti autonomie a spolehlivosti; mezera, kterou se tento projekt snaží snížit.
Automatizovaný inspekční vůz
Tým CSIC se zabývá umělou inteligencí (AI) a robotikou pro vývoj řešení pro složité situace. „Jíže roky diskutujeme o tématech souvisejících se zemědělstvím, protože nám dávají problémy, které nám umožňují vyvíjet všechny tyto technologie pro pozdější použití,“ říká Ángela Ribeiro, výzkumnice z CSIC, která vedla tento projekt.
V oblasti zemědělství se výzkumníky zajímají „témata spojená s plevelem, jako je jejich včasná detekce a ošetření“. Tak se zrodila myšlenka automatizace komerčního vozidla pro „jeho použití jako inspekčního vozu v zahradnické nebo vinohradnické produkci, kde bylo testováno s velmi dobrými výsledky.“
Projekt CSIC, popisovaný v časopise Smart Agricultural Technology, zahrnoval přetvoření Renault Twizy na autonomní zemědělské vozidlo. Model je „zcela elektrický, robustní a má dojezd 80 kilometrů, takže dokáže projet mnoho hektarů“ a byl upraven systémem, který umožňuje ovládat řízení, brzdy a akceleraci bez zásahu člověka.
Ribeiro vysvětluje, že k robotizaci vozu byl začleněn distribuovaný řídicí systém na bázi CAN bus, což je technologie, která umožňuje vzájemnou komunikaci přístrojů uvnitř vozidla bez potřeby centrálního počítače. Tato technologie „může být přizpůsobena jakémukoli elektrickému vozu“.
Detekce škůdců a odhad úrody
Jakmile se elektrické vozidlo automatizovalo, byli výzkumníci schopni mu poslat trasu, po které se má pohybovat, a přidali „všechno potřebné, aby vykonalo svou úlohu, což je detekce škůdců“. Jak to dělá?
Vozidlo má několik kamer v závislosti na typu plodin a snímá obrázky pro získání informací a detekci škůdců. „Také může odhadnout úrodu pomocí diskriminačních algoritmů umělé inteligence, které byly pro tuto práci vyškoleny,“ vysvětluje Ángela Ribeiro.
To znamená, že „s tímto rozlišením a prováděním projekce toho, co nevidíte, na základě obrázků, které vozidlo zachytí, si zemědělec může udělat představu o tom, jaká úroda ho čeká“. Výzkumnice zdůrazňuje, že se jedná „o inspekční vůz, který není připraven dělat nic jiného.“
Myšlenkou výzkumníků je, aby tato vozidla fungovala „v rámci flotily“. To znamená, že na farmě by se pohybovalo více vozidel najednou, a zatímco některá zachycují obrázky, které palubní počítač analyzuje, zda je potřeba ošetřit plodiny, jiná robotická zařízení by prováděla ošetření v určených oblastech.
Po fázi validace na dráze bylo vozidlo úspěšně testováno na experimentálních vinicích v Argandě del Rey (Madrid), a následně na komerčních vinicích vinařství Terras Gauda (Pontevedra), což prokázalo jeho schopnost autonomně navigovat mezi řadami vinné révy a provádět otáčkové manévry bez zásahu člověka.
Skutečná alternativa
Charakteristiky vozidla a výsledky demonstrace ukazují, že je ideálním nástrojem pro monitorování plodin, detekci škůdců nebo odhad úrody; a skutečnou alternativou k robotům na polích. „Chtěli jsme dokázat, že Renault Twizy je životaschopnou možností. Vozidlo stojí 11 000 eur, oproti 40 000 eurům za roboty. Navíc, protože je to auto určené pro spotřebu, je mnohem robustnější a optimalizace není drahá,“ říká Ángela Ribeiro.
Výzkumnice zdůrazňuje, že automobil „má dojezd 80 kilometrů, oproti 8 hodinám u robotů“ a co se jí na výběru Renault Twizy velmi líbilo, je fakt, že „se vyrábí pouze ve Španělsku, konkrétně ve Valladolidu.“ Automatizace vozu také nabízí zemědělci řadu výhod. Například „stále monitoruje, takže pokud přijdou nemoci nebo škůdci, jsou detekovány velmi včas a ošetření probíhá pouze tam, kde je to potřeba, což je levnější a efektivnější.“
Ribeiro dodává, že škůdci, stejně jako vakcíny, pokud jsou ošetřováni, když to není nutné, a v oblastech, kde nejsou potřeba, „nakonec vytvářejí odolnosti. Veškerá tato precizní léčba se dá realizovat pouze s technologiemi tohoto typu.“
