De-risking autonomous technology for agriculture
V dobi hitrega napredka inteligentne avtomatizacije in industrijske avtomatizacije se kmetijski sektor nahaja na razpotju preobrazbe. Medtem ko je avtomatizacija postala temelj učinkovitosti in inovacij v različnih panogah, je njeno uvajanje v kmetijstvu počasnejše od pričakovanega, kljub nujni potrebi sektorja po rešitvah za reševanje vse večjih izzivov. Da bi premostili to vrzel in kmetom dali zaupanje pri sprejemanju novih tehnologij, so bili izvedeni poskusi za zmanjšanje tveganja avtonomne tehnologije za kmetijstvo, ki prikazujejo njen potencial za revolucijo na področju učinkovitosti, trajnosti in vpliva na okolje. Medtem ko se svet spopada s povpraševanjem po visokokakovostni in nizkocenovni proizvodnji hrane ob hkratnem zmanjševanju škode za okolje, raziskovanje opreme za avtomatizacijo in inteligentnih sistemov v kmetijstvu še nikoli ni bilo bolj ključnega pomena.
Kmetijska industrija je pod velikim pritiskom, da zadosti naraščajočemu svetovnemu povpraševanju po hrani, hkrati pa zmanjša svoj okoljski odtis. Industrijska avtomatizacija se je izkazala za prelomnico v drugih sektorjih, vendar v kmetijstvu še vedno obstaja zadržek glede vlaganja v tehnologije avtomatizacije, kljub vse večji odvisnosti proizvodnega sektorja od takšnega napredka. Partnerstvo med Raziskovalnim centrom za napredno proizvodnjo (AMRC) Univerze v Sheffieldu (Cymru) in kmetijskim kampusom Grŵp Llandrillo Menai v Glynllifonu se je zavezalo k zmanjšanju tveganja teh obetavnih priložnosti.
Med številnimi izzivi, s katerimi se sooča kmetijski sektor, izstopata pomanjkanje delovne sile in nedosledno delovanje kot glavni oviri. Za odgovor na ključna vprašanja o dejanskih koristih avtomatizacije delovanja na polju, zlasti pri upravljanju travinja, se je partnerstvo obrnilo na avtonomni traktor za polje AMRC Cymru – AgBot, ki ga je financirala valižanska vlada. Z dvema obsežnima terenskima preizkusoma si je ekipa prizadevala zagotoviti dokazno utemeljeno oceno avtonomne tehnologije v kmetijstvu, pri čemer je poudarila tako njene prednosti kot slabosti. Ta pristop je bil zasnovan tako, da bi kmetom omogočil globlje razumevanje, kako lahko inteligentna avtomatizacija vpliva na učinkovitost, praktično uporabo, trajnost in okolje.
Prav tako so si prizadevali ozaveščati o tehnologijah avtonomnega kmetovanja in njihovih potencialnih aplikacijah, kar je spodbudilo radovednost in povečalo zanimanje za avtomatizacijo v valižanskem sektorju travišč in živinoreje. S tem so upali spodbuditi večje sodelovanje med končnimi uporabniki, razvijalci tehnologije ter akademskimi in raziskovalnimi organizacijami, kar bi ustvarilo priložnosti za prihodnje inovacije in razvoj.
Za Alexa Lewisa, vodjo proizvodnega inženiringa pri AMRC Cymru, projekt RASART predstavlja pomemben mejnik v razumevanju resničnega potenciala avtonomnih sistemov v kmetijstvu Združenega kraljestva. »Medtem ko so poskusi pomembno osvetlili področja za prihodnji razvoj, je ocena, ki temelji na dokazih, zagotovila dragocen vpogled v prednosti in slabosti avtomatizacije tako za danes kot za prihodnost,« je dejal. »Navsezadnje to kmetom omogoča globlje razumevanje njenega potencialnega vpliva na učinkovitost in trajnost.«
Oba poskusa sta se osredotočila na dve pogosti travnatih operacijah: košnjo in obdelavo. Ti nalogi so izvajali trije traktorji z različnimi stopnjami avtomatizacije: popolnoma avtonomni, polavtonomni in popolnoma ročni. Traktor Fendt Vario 516 je bil izbran za polavtonomni poskus na kampusu Glynllifon v Caernarfonu zaradi podobne velikosti in tehničnih specifikacij kot AgBot, ki ga je vodil GPS.
Čeprav je bil AgBot pri nekaterih operacijah počasnejši, njegova avtonomna narava pomeni, da časovne omejitve niso tako pomemben problem. Ker ne potrebuje upravljavca, lahko kmetje čas, ki ga potrebuje za opravljanje nalog, porabijo za druge pomembne dejavnosti. AgBot lahko neprekinjeno deluje do približno 24 ur pred polnjenjem goriva, brez potrebe po človeškem delu, zaradi česar je neprecenljiva prednost pri nalogah, kot je obdelava tal.
Ročni traktorji pa so omejeni zaradi nenehne potrebe po pozornosti upravljavca, pa tudi zaradi človeške utrujenosti in delovnega časa, kar lahko znatno zmanjša produktivnost. Nasprotno pa avtomatizacija rutinskih opravil s traktorji, vodenimi z GPS, in avtonomno opremo, kot je AgBot, ustvarja bolj ergonomsko in manj zahtevno delovno okolje za upravljavce.
Pri hitrih operacijah, kot je košnja, AgBot morda ne dosega delovne hitrosti tradicionalnih sistemov. Vendar pa pri počasnejših opravilih, kot je brananje, ki spadajo v njegove hitrostne omejitve, deluje primerljivo dobro, z nižjo porabo goriva in zmanjšanimi emisijami CO2. Čeprav so bili ročni traktorji v nekaterih primerih nekoliko hitrejši, se dejanski prihranjeni čas z uporabo AgBota lahko izračuna kot »prihranjeni čas = čas, ki ga porabi ročni voznik – čas priprave AgBota«, saj se lahko upravljavec med delom AgBota osredotoči na bolj kompleksna opravila.
Martin Jardine, direktor oddelka za kmetijstvo in prehrano pri podjetju Grŵp Llandrillo Menai, je bil nad rezultati poskusov navdušen. »Poskusi RASART ponujajo preverjene podatke o velikem potencialu, ki ga ima avtomatizacija pri podpiranju povečanja produktivnosti in učinkovitosti na kmetijah,« je poudaril. »Z nadaljnjimi poskusi in podobnimi raziskavami bosta ekipi AMRC in Glynllifon lahko prenesli znanje na regionalne kmetije, da bi jim pomagali pri sprejemanju premišljenih odločitev na podlagi ugotovitev zanesljivih, uporabnih raziskav.«
Čeprav AgBot zahteva znatno začetno naložbo, njegovo avtonomno delovanje zmanjšuje dolgoročno potrebo po človeškem delu, kar sčasoma vodi do znatnih prihrankov stroškov. Nasprotno pa so tradicionalni traktorji, tudi z GPS-vodenjem, odvisni od človeških operaterjev in imajo višje stroške dela. V desetih letih lahko AgBot prihrani približno 140.000 funtov v primerjavi z ročnim traktorjem in 120.000 funtov v primerjavi s polavtonomnim traktorjem, zaradi česar je dolgoročno stroškovno učinkovita rešitev.
Ti poskusi so oprijemljivo prikazali zmogljivosti avtonomnih sistemov v kmetijstvu. Niso le poudarili potencialnih koristi, kot so prihranki pri delu in večja natančnost pri poljskih operacijah na kmetijah v Walesu in po vsej Veliki Britaniji, temveč so tudi opredelili področja, ki zahtevajo nadaljnji razvoj, da bi zagotovili, da so ti sistemi v celoti praktični in koristni, zlasti v sistemih živinoreje na travinju.
Ker se kmetijska industrija nenehno razvija, integracija inteligentne avtomatizacije in napredne opreme za avtomatizacijo ni več razkošje, temveč nujnost. Ti avtonomni sistemi imajo potencial za zbiranje ogromnih količin podatkov in ponujajo neprecenljive vpoglede, ki lahko optimizirajo uporabo zunanjih vložkov, kot so gnojila, semena in pesticidi. To pa kmetom omogoča sprejemanje bolj informiranih in donosnih odločitev. Uspešna uvedba takšnih tehnologij ne bo le povečala učinkovitosti in trajnosti kmetijstva, temveč bo tudi omogočila kmetijski sektor, da bo zadostil vedno večjemu povpraševanju po hrani in premagal s tem povezane izzive.
Ekipa pri AMRC Cymru aktivno dela na izboljšanju avtonomnih rešitev, kot je AgBot, s poudarkom na področjih, kot sta zaznavanje predmetov in preoblikovanje priključkov, ki jih uporablja, kot so kultivatorji, v »pametne«, da bi omogočili poročanje o težavah v realnem času. Prav tako raziskujejo, kako lahko dodatni viri podatkov, kot so okoljski in satelitski podatki, dodatno podpirajo kmetijske dejavnosti.
Partnerstvo z organizacijo Grŵp Llandrillo Menai se bo nadaljevalo do junija 2026, kar bo nudilo veliko priložnosti za preizkušanje morebitnih izboljšav in izvajanje nadaljnjih terenskih operacij z uporabo različne opreme in priključkov. AgBot bo vidno predstavljen na kmetijskih dogodkih in demonstriran tako študentom kmetijstva kot kmetom, s ciljem ozaveščanja in vzbuditi večje zanimanje za to inovativno tehnologijo in njeno široko uporabo v sistemih živinoreje na travinju. V veliki tapiseriji kmetijske revolucije zmanjševanje tveganja avtonomne tehnologije predstavlja osrednjo nit, ki prepleta inteligentno avtomatizacijo, industrijske inovacije in trajnostne kmetijske prakse. Z nadaljnjim razvojem teh prizadevanj je prihodnost kmetijstva videti svetlejša kot kdaj koli prej, z opremo za avtomatizacijo in naprednimi sistemi, ki bodo utrli pot do bolj produktivne, učinkovite in okolju prijazne kmetijske krajine.
