Раз­ви­тие авто­ном­но управ­ля­е­мых трак­то­ров и поле­вых робо­тов идет очень быст­ро: наря­ду с гло­баль­ны­ми игро­ка­ми на рын­ке появ­ля­ет­ся все боль­ше стар­та­пов, кото­рые ори­ен­ти­ру­ют­ся на аграр­ную тема­ти­ку. Основ­ной целью этих раз­ра­бо­ток, в конеч­ном сче­те, явля­ет­ся облег­че­ние тру­да аграриев.

Робототехника в сельском хозяйстве

В нача­ле декаб­ря 2018 г. во фран­цуз­ском горо­де Тулу­за в тре­тий раз про­шел Меж­ду­на­род­ный форум аграр­ных робо­тов (FIRA). Уже по тра­ди­ции ини­ци­а­то­ром его про­ве­де­ния ста­ла фран­цуз­ская ком­па­ния Naio Technologies, рабо­та­ю­щая в сфе­ре раз­ра­бот­ки ком­мер­че­ских про­ек­тов по робо­ти­за­ции. На фору­ме уче­ны­ми, инже­не­ра­ми, агра­ри­я­ми, а так­же пред­ста­ви­те­ля­ми биз­не­са со все­го мира обсуж­да­лось тех­ни­че­ское буду­щее сель­ско­го хозяй­ства. Речь шла как о совер­шен­ство­ва­нии уже име­ю­щих­ся образ­цов тех­ни­ки, так и о новых иде­ях. Это поз­во­ли­ло сде­лать неко­то­рые обобщения.

Плюсы перевешивают

На воз­ни­ка­ю­щее сомне­ние, а что дает исполь­зо­ва­ние робо­то­тех­ни­ки в сель­ском хозяй­стве, уже накоп­лен­ный опыт поз­во­ля­ет гово­рить о полу­че­нии более высо­ких уро­жа­ев и высво­бож­де­нии вре­ме­ни у фер­ме­ра для поис­ка более выгод­ных кана­лов сбы­та про­дук­ции. Но глав­ное, в таких тру­до­за­трат­ных отрас­лях, как ово­ще­вод­ство, уда­ет­ся зна­чи­тель­но сокра­тить коли­че­ство опе­ра­ций, выпол­ня­е­мых вруч­ную, облег­чить труд работ­ни­ков и даже умень­шить чис­ло слу­ча­ев хро­ни­че­ских забо­ле­ва­ний. В то же вре­мя недо­стат­ком их при­ме­не­ния назы­ва­ют­ся опа­се­ния агра­ри­ев по пово­ду сокра­ще­ния коли­че­ства рабо­чих мест в сель­ском хозяй­стве. К сча­стью, это лишь опа­се­ния. И робо­ты все чаще нахо­дят свое при­ме­не­ние на практике.

Многообразие использования

На полях Фран­ции в 2015 г. рабо­та­ло 30 робо­тов, име­ну­е­мых Oz ком­па­нии Naio Technologies. Они при­ме­ня­лись для борь­бы с сор­ной рас­ти­тель­но­стью в ово­ще­вод­стве откры­то­го грун­та. По высо­те робот дости­га­ет коле­на взрос­ло­го чело­ве­ка, весит око­ло 150 кг и может осна­щать­ся раз­лич­ны­ми инстру­мен­та­ми для меха­ни­че­ской борь­бы с сор­ня­ка­ми. По инфор­ма­ции изго­то­ви­те­ля, за четы­ре часа рабо­ты он спо­со­бен прой­ти 48 ряд­ков по 100 м каж­дый. Робот при­во­дит­ся в дей­ствие при помо­щи литий-ион­но­го акку­му­ля­то­ра, кото­рый поз­во­ля­ет ему без­оста­но­воч­но рабо­тать до 10 часов.

Во вре­мя убор­ки уро­жая тех­ни­ка может исполь­зо­вать­ся в поле в каче­стве авто­ном­но­го транс­порт­но­го сред­ства для под­воз­ки сбор­щи­кам зем­ля­ни­ки пустых ящи­ков, а так­же пере­во­зить груз весом до 90 кг на край поля. Исполь­зу­ет­ся робот и при высад­ке рас­са­ды: он может тянуть за собой тележ­ку весом в 300 кг, на кото­рой сидит рабо­чий и раз­ме­щен поса­доч­ный материал.

А вот с новым робо­том по име­ни Dino ком­па­ния Naio Technologies хочет вый­ти уже на боль­шие поля: транс­порт­ное сред­ство весом в 800 кг спо­соб­но одно­вре­мен­но про­па­лы­вать несколь­ко ряд­ков, имея общую шири­ну захва­та до 1,6 м. К тому же бла­го­да­ря теле­ско­пи­че­ским осям оно может под­стра­и­вать­ся под шири­ну бороз­ды. Про­из­во­ди­тель­ность агре­га­та при обра­бот­ке паш­ни на ско­ро­сти 4 км / ч дости­га­ет 5 га в день. Но это­го мож­но достичь лишь при иде­аль­ных условиях.

Свой про­то­тип робо­та для сель­ско­го хозяй­ства созда­ла и швей­цар­ская фир­ма Ecoroboitx: ее систе­ма, кото­рая при­во­дит­ся в дей­ствие от сол­неч­ной бата­реи, весит 130 кг и может в тече­ние 12 часов в день даже в усло­ви­ях облач­но­сти обра­ба­ты­вать про­паш­ные куль­ту­ры, исполь­зо­вать­ся на лугах и паст­би­щах или же на про­ме­жу­точ­ных куль­ту­рах, бороть­ся с сор­ня­ка­ми, при­ме­няя гер­би­ци­ды лишь там, где это необ­хо­ди­мо. При выпол­не­нии рабо­чих опе­ра­ций со сред­ства­ми защи­ты рас­те­ний затра­чи­ва­ет­ся в 20 раз мень­ше рас­тво­ра, бла­го­да­ря чему экс­плу­а­та­ция робо­та на 30% эффек­тив­нее тра­ди­ци­он­ных опрыс­ки­ва­те­лей. Каме­ра, уста­нов­лен­ная на нем, рас­по­зна­ет до 95% сор­ных рас­те­ний, а две авто­ма­ти­че­ские «руки» во вре­мя дви­же­ния под­во­дят фор­сун­ки для опрыс­ки­ва­ния точ­но к листу.

Робот для исследований

Ком­па­ния Amazone так­же рабо­та­ет над созда­ни­ем поле­во­го робо­та для борь­бы с сор­ной рас­ти­тель­но­стью. Уже извест­ная систе­ма BoniRob была раз­ра­бо­та­на ком­па­ни­ей в сотруд­ни­че­стве с Robert Bosch GmbH и Выс­шей тех­ни­че­ской шко­лой Осна­брюк и в 2015 г. отме­че­на пре­ми­ей за тех­но­ло­гии «euRobotics Technology Transfer Award».

Авто­ном­ный поле­вой робот созда­вал­ся для про­ве­де­ния опы­тов с рас­те­ни­я­ми и может само­сто­я­тель­но выби­рать направ­ле­ние дви­же­ния. С помо­щью систе­мы GPS робот BoniRob нахо­дит отдель­но выса­жен­ное рас­те­ние, кар­ти­ру­ет и доку­мен­ти­ру­ет его. А каме­ры и сен­со­ры помо­га­ют ему в авто­ма­ти­че­ском режи­ме одно­вре­мен­но изме­рять и учи­ты­вать дан­ные по мно­гим рас­те­ни­я­ми тем самым облег­чать рабо­ту селекционерам.

В насто­я­щее вре­мя ведет­ся раз­ра­бот­ка уни­вер­саль­ной робо­ти­зи­ро­ван­ной плат­фор­мы, что сде­ла­ет робо­та при­год­ным для выпол­не­ния мно­гих функ­ций в рас­те­ние­вод­стве. Он дол­жен быть спо­со­бен рабо­тать с раз­лич­ным про­грамм­ным обес­пе­че­ни­ем, в силу чего ста­нет управ­ля­е­мым. Кро­ме того, BoniRob бла­го­да­ря ком­плекс­ной обра­бот­ке сним­ков дол­жен «уметь» раз­ли­чать полез­ные рас­те­ния и сор­ня­ки, прав­да, вна­ча­ле с уча­сти­ем чело­ве­ка, а поз­же – самостоятельно.

Умная «стая»

В гон­ку за созда­ние авто­ном­но­го робо­та так­же вклю­чи­лась ком­па­ния AGCO. В 2017 г. на выстав­ке Agritechnica ее дети­ще по име­ни Xaver было отме­че­но сереб­ря­ной меда­лью DLG. Кон­цеп­ция его раз­ра­бот­ки опи­ра­лась на «тех­но­ло­гию стаи» с управ­ле­ни­ем, «бази­ру­ю­щим­ся на обла­ке». Это дела­ет воз­мож­ным авто­ном­ный и вме­сте с тем высо­ко­точ­ный и эффек­тив­ный посев куку­ру­зы. Малое коли­че­ство сен­со­ров, мощ­ное управ­ле­ние и понят­ное постро­е­ние жест­ко­го дис­ка гаран­ти­ру­ет Xaver высо­кий уро­вень без­опас­но­сти, а вес маши­ны все­го в 50 кг мини­ми­зи­ру­ет воз­дей­ствие на поч­ву. Подоб­ные под­хо­ды были опро­бо­ва­ны на робо­тах, уха­жи­ва­ю­щих за газонами.

У ком­па­нии Fend, вхо­дя­щей в AGCO, рабо­та­ет гото­вая к при­ме­не­нию модель тех­ни­ки. Пер­вые ее поле­вые испы­та­ния уже успеш­но про­шли, и в 2019 г. запла­ни­ро­ва­но пилот­ное при­ме­не­ние в фер­мер­ских хозяй­ствах. Отзы­вы агра­ри­ев о тех­ни­ке весь­ма поло­жи­тель­ные – систе­ма с помо­щью сете­во­го вза­и­мо­дей­ствия эффек­тив­но свя­зы­ва­ет меж­ду собой раз­лич­ные виды име­ю­щей­ся сель­ско­хо­зяй­ствен­ной тех­ни­ки. А это зна­чит, что она уже дале­ко обо­гна­ла самые сме­лые идеи из науч­ной фан­та­сти­ки про­шлых лет. Так как мно­гие фер­ме­ры еще в нача­ле 90‑х годов нача­ли при­ме­нять робо­тов при дое­нии коров, а так­же широ­ко исполь­зо­ва­ли систе­мы управ­ле­ния, бази­ру­ю­щи­е­ся на GPS и др., в AGCO счи­та­ют вполне реаль­ным созда­ние робо­ти­зи­ро­ван­ной систе­мы для выпол­не­ния поле­вых работ. Робот Xaver ком­му­ни­ци­ру­ет меж­ду собой все важ­ней­шие опе­ра­ции, такие как обра­бот­ка поч­вы, эффек­тив­ное исполь­зо­ва­ние энер­гии, авто­ма­ти­за­ция, точ­ное зем­ле­де­лие, документирование.

Кро­ме того, его при­ме­не­ние в сель­ско­хо­зяй­ствен­ных пред­при­я­ти­ях может про­ис­хо­дить без прин­ци­пи­аль­ных изме­не­ний в про­из­вод­ствен­ном про­цес­се. Бла­го­да­ря исполь­зу­е­мой кон­цеп­ции про­гно­зи­ру­ет­ся одно­вре­мен­ное исполь­зо­ва­ние, напри­мер, под­ряд­ны­ми орга­ни­за­ци­я­ми при выпол­не­нии поле­вых работ целой «ста­ей» Хaver’ов.

Возможности дронов

Наря­ду с назем­ной тех­ни­кой авто­ма­ти­за­ция при­хо­дит в поле в виде дро­нов. Про­из­во­ди­тель лета­тель­ных аппа­ра­тов фран­цуз­ская ком­па­ния Parrot пред­ла­га­ет для это­го две систе­мы. Аппа­рат с назва­ни­ем Dicso-Pro AG явля­ет­ся ком­плекс­ным реше­ни­ем для кар­то­гра­фии и сбо­ра дан­ных о состо­я­нии поле­вых куль­тур. Поль­зо­ва­тель с помо­щью про­грамм­но­го обес­пе­че­ния может раз­ра­бо­тать марш­рут поле­та аппа­ра­та с целью изме­ре­ния раз­ме­ров земель­ных участ­ков. Дрон под­ни­ма­ет­ся на высо­ту 120 м и в тече­ние 30 минут может кар­то­гра­фи­ро­вать тер­ри­то­рию пло­ща­дью до 80 га.

Доволь­но боль­шим по раз­ме­ру явля­ет­ся муль­ти­ко­птер Bluegrass. С помо­щью фрон­таль­ной HD-каме­ры дрон дер­жит под кон­тро­лем объ­ек­ты инфра­струк­ту­ры, а так­же сель­ско­хо­зяй­ствен­ные уго­дья и ста­да живот­ных. А про­грамм­ное обес­пе­че­ние Airinov First+ помо­га­ет агра­ри­ям пря­мо на поле быст­ро и без осо­бых про­блем ана­ли­зи­ро­вать хими­че­ский состав растений.

Почти тракторы

Робот, нося­щий имя Robotti, создан дат­ской ком­па­ни­ей AgroIntelli. Это пока еще не гото­вый про­дукт для осу­ществ­ле­ния дея­тель­но­сти, но он пред­став­ля­ет собой авто­ном­ное само­ход­ное шас­си. Для более про­дол­жи­тель­ной рабо­ты маши­ны в поле ком­па­ния воору­жи­ла ее дизель-гид­рав­ли­че­ским при­во­дом, име­ю­щим зад­нюю гид­рав­ли­че­скую трех­то­чеч­ную навес­ку и вал отбо­ра мощ­но­сти. Таким обра­зом, к раме робо­та мож­но кре­пить агре­га­ты для воз­де­лы­ва­ния сель­ско­хо­зяй­ствен­ных куль­тур, напри­мер сеял­ку, кото­рую маши­на пере­ме­ща­ет по полю со ско­ро­стью 6…8 км / ч. Шири­на захва­та сеял­ки состав­ля­ет до 3 м. Поэто­му в буду­щем на боль­ших полях вполне пред­ста­ви­ма рабо­та сра­зу несколь­ких таких агре­га­тов, а боль­шие и тяже­лые маши­ны ста­нут не нуж­ны. Робот Robotti весит при­мер­но 600 кг, но тянет за собой груз весом до 750 кг.

Подоб­ный под­ход был зало­жен и в ком­мер­че­ском про­ек­те Sitia при раз­ра­бот­ке робо­та PumAgri: исполь­зо­ва­ние зад­ней гид­рав­ли­че­ской трех­то­чеч­ной навес­ки поз­во­ля­ет при­ме­нять раз­лич­ное обо­ру­до­ва­ние для выпол­не­ния сель­ско­хо­зяй­ствен­ных работ. Сен­со­ры, уста­нов­лен­ные на машине, уже адап­ти­ро­ва­ны для рас­по­зна­ва­ния мно­гих рас­те­ний, поэто­му робот PumAgri может уха­жи­вать за поле­вы­ми и овощ­ны­ми куль­ту­ра­ми, фрук­то­вы­ми дере­вья­ми и даже за вино­град­ни­ка­ми. Наря­ду с меха­ни­че­ской борь­бой с сор­ной рас­ти­тель­но­стью пла­ни­ру­ют­ся и дру­гие направ­ле­ния исполь­зо­ва­ния робо­та, кото­рые мож­но будет про­во­дить по ночам на ско­ро­сти до 10 км / ч. До 2023 г. фир­ма наме­ре­на про­дать поряд­ка 500 еди­ниц техники.

Трансформер на пашне

Еще мас­штаб­нее пла­ны у канад­ской ком­па­нии Seedmaster, кото­рая созда­ла соб­ствен­ное авто­ном­ное само­ход­ное шас­си, полу­чив­шее назва­ние DOT. По идее раз­ра­бот­чи­ков оно долж­но было лишь повы­сить про­из­во­ди­тель­ность при высе­ве семян поле­вых куль­тур. Но после того как эта идея была реа­ли­зо­ва­на, ста­ло понят­но, какой потен­ци­ал име­ют авто­ном­ные посев­ные маши­ны. В резуль­та­те тех­но­ло­гия была пре­об­ра­зо­ва­на в плат­фор­му, кото­рая долж­на уметь выпол­нять любую зада­чу в сель­ском хозяй­стве. Робот осна­щен дизель­ным дви­га­те­лем ком­па­нии Cummins мощ­но­стью 163 л.с. Он обес­пе­чи­ва­ет гид­рав­ли­че­ский при­вод на четы­ре коле­са, а так­же на рабо­чий агре­гат. Таким обра­зом, само­ход­ное шас­си DOT может рабо­тать с 9‑метровым посев­ным агре­га­том, 18‑метровым опрыс­ки­ва­те­лем, име­ю­щим бак для рас­тво­ра объ­е­мом в 4,5 т, 12‑метровым кат­ком или при­це­пом объ­е­мом 17 м³. Теперь дру­гие про­из­во­ди­те­ли долж­ны адап­ти­ро­вать свое обо­ру­до­ва­ние для рабо­ты с этой систе­мой. Глав­ным кон­ку­рен­том DOTа явля­ет­ся авто­ном­но рабо­та­ю­щий трак­тор, кото­рый уже пред­став­лен ком­па­ни­ей CNH. Прав­да, авто­ном­ные систе­мы типа DOT долж­ны еще дока­зать свои пре­иму­ще­ства по срав­не­нию с исполь­зу­е­мой на полях техникой.

За результат отвечает фермер

Пре­пят­стви­ем к успеш­но­му при­ме­не­нию робо­ти­за­ции в рас­те­ние­вод­стве явля­ет­ся скеп­сис агра­ри­ев, так как никто не хочет пере­кла­ды­вать ответ­ствен­ность за свой биз­нес на маши­ну. Но этот страх без­осно­ва­тель­ный, ведь робот лишь выпол­ня­ет зада­ние на поле, одно­вре­мен­но соби­рая инфор­ма­цию по раз­ви­тию рас­те­ний, а фер­мер сам оце­ни­ва­ет ее и при­ни­ма­ет реше­ние по выра­бот­ке стратегии.

Впро­чем, есть и еще одна про­бле­ма, кото­рая тре­бу­ет реше­ния. Даже если мно­гие из робо­тов уже тех­ни­че­ски при­год­ны для ком­мер­че­ской про­да­жи на рын­ке, они еще не могут пол­но­стью реа­ли­зо­вать свой потен­ци­ал. Это свя­за­но с тем, что зако­но­да­тель­ство ЕС пока не раз­ре­ша­ет сво­бод­ное пере­ме­ще­ние авто­ном­ной робо­то­тех­ни­ки по полям, так как суще­ству­ет тре­бо­ва­ние по обес­пе­че­нию пра­во­вой безопасности.

Послед­нее озна­ча­ет, что робо­ты нуж­да­ют­ся в над­зо­ре за их дей­стви­я­ми со сто­ро­ны людей: послед­ние долж­ны быть гото­вы вме­шать­ся в про­из­вод­ствен­ный про­цесс, если про­изой­дет сбой в рабо­те систе­мы и маши­на решит, напри­мер, напра­вить­ся в сто­ро­ну земель­но­го участ­ка соседа.

Сложная задача

Откры­тым оста­ет­ся вопрос и со стра­хо­ва­ни­ем робо­тов. Конеч­но, их могут стра­хо­вать как обыч­ные транс­порт­ные сред­ства, а нане­сен­ный ими ущерб мож­но регу­ли­ро­вать по тому же прин­ци­пу, что и у тракторов.

Но при экс­плу­а­та­ции робо­то­тех­ни­ки выяви­лись и новые аспек­ты: ее лег­че украсть или выве­сти из строя путем кибе­р­атак. Эти про­бле­мы еще толь­ко пред­сто­ит оце­нить спе­ци­а­ли­стам. Тем не менее стра­хо­вые ком­па­нии уже поду­мы­ва­ют о том, что­бы вклю­чать в стра­хо­вые поли­сы и аграр­ных роботов.

О новин­ках тех­ни­ки и тех­но­ло­гий, пред­став­лен­ных в рам­ках фору­мов FIRA, будем дер­жать сво­е­го чита­те­ля в курсе.