Archives listopad 2022

robotyzacja zmieni rolnictwo

Programiści zamiast kierowców ciągników

Jak robotyzacja zmieni rolnictwo

Według różnych szacunków w najbliższych latach w skali globalnej rolnicy będą wydawać od 5 do 11 mld dolarów rocznie na automatyzację i zakup robotów. A do 2050 roku eksperci przewidują, że liczba ta wzrośnie do 240 miliardów dolarów i choć roboty na polach wydają się marzeniem fanów nowych technologii, naukowcy już myślą o tym, jak elektroniczni asystenci zmienią kompleks rolno-przemysłowy.

Na stronie jednej z firm tworzących prototypy uniwersalnych robotów polowych pojawił się film promocyjny. W nim rolnik podchodzi do hangaru, otwiera drzwi, a potem z nadzieją patrzy na robota stojącego w pomieszczeniu. Farmer wygląda tradycyjnie: w zakurzonych dżinsach, bejsbolówce, z opalonymi dłońmi i twarzą. Może się jednak zdarzyć, że produkty firmy zajmującej się marketingiem robotów mogą sprawić, że to pojęcie rolników stanie się przestarzałe. A twardych pracowników o zrogowaciałych dłoniach zostaną zastąpieni przez maniaków w okularach w rogowej oprawie (geek – od angielskiego słowa „entuzjastyczny”), których można teraz zobaczyć tylko w megamiastach, siedząc z laptopami w kawiarniach.

Maniacy na farmach

robotyzacja zmieni rolnictwo

Roboty zaangażowane w rutynowe prace, takie jak pielenie, są nadal rzadkością. Nawet autonomiczne traktory wciąż są testowane i nie stały się powszechne. Ale w gospodarstwach mlecznych roboty już zajęły swoją niszę. I to właśnie w gospodarstwach zauważalny staje się proces zmiany pokoleń rolników. Na w pełni zrobotyzowanych farmach jest więcej mężczyzn i młodych ludzi.

Liczby mówią same za siebie. W zrobotyzowanych farmach ponad 70% pracowników to mężczyźni. A w zwykłych gospodarstwach mężczyźni i kobiety są mniej więcej równi. Ponad połowa zrobotyzowanych robotników rolnych ma wyższe wykształcenie. W gospodarstwach tradycyjnych około 90% pracujących posiada wykształcenie średnie specjalistyczne lub tylko szkolne. I wreszcie, prawie połowa zrobotyzowanych pracowników farm to osoby w wieku od 18 do 29 lat. W gospodarstwach tradycyjnych pracują głównie ludzie średniego i starszego pokolenia. W kontekście robotyzacji operatorzy dojarki maszynowej są zastępowani przez zrobotyzowanych operatorów udojowych, a hodowców bydła zastępują technicy zajmujący się konserwacją robotów.

Mniej pracy fizycznej i szkód dla środowiska

Badacze zwracają uwagę na jeszcze jeden ważny trend. Robotyzacja spowoduje całkowity zanik pracy fizycznej w rolnictwie. Mowa tu przede wszystkim o produkcji owoców, warzyw, jagód i grzybów.

Pozytywne jest to, że mniej osób będzie codziennie zatrudnianych na stanowiskach szkodliwych dla ich zdrowia. Robot-android może zastąpić około trzech pracowników w szklarniach. Do sprzątania na powierzchni 1 ha potrzeba średnio 11 stałych pracowników. Tylko 4 roboty mogą wykonać tę samą pracę.

Oczywiście właściciele szklarni będą przede wszystkim zainteresowani efektem ekonomicznym. Tymczasem naukowcy są przekonani, że robotyzacja przyniesie korzyści ludności wiejskiej. Na przykład w szklarniach z ogórkami temperatura jest utrzymywana do plus 29 stopni przy wysokiej wilgotności. W glebie i oparach występują śladowe ilości nawozów mineralnych i różnych chemikaliów. „Zastępując ludzi pracujących w szklarniach robotami, możliwe będzie znaczne zmniejszenie udziału zasobów pracy zaangażowanych w potencjalnie niebezpieczną produkcję” – twierdzą naukowcy.

Ponadto roboty zmniejszą negatywny wpływ rolnictwa na środowisko.

W tym samym badaniu eksperci zauważają, że autonomiczne samoloty rolnicze mogą stać się powszechne w najbliższej przyszłości. Do tej pory są one wykorzystywane głównie do monitoringu terenowego. Rolnicy mają już narzędzia do szybkiego identyfikowania słabych punktów – obszarów o niskich plonach. W przyszłości drony będą nie tylko monitorować pola, ale pomogą eliminować takie obszary.

Na przykład mogą punktowo rozpylać nawozy lub pestycydy. A to obniży koszty rolników. I co również ważne, znacznie ograniczą przedostawanie się szkodliwych substancji do gleby i wód gruntowych.

Neoluddyści i nowe rolnictwo

robotyzacja zmieni rolnictwo

W tym roku w Kalifornii odbyło się kilka marszów robotników rolnych, domagających się lepszych warunków pracy. A wśród haseł znalazło się żądanie zakazania zwalniania ludzi, zastępowania ich robotami. Kalifornia jest głównym regionem rolniczym Stanów Zjednoczonych. I obszar najbardziej zaawansowany technologicznie – tutaj testuje się wiele najnowszych wynalazków. A jak donoszą lokalne media, roboty na polach i winnicach zaczęły miejscami wypierać pracowników o niskich kwalifikacjach. Jednym z powodów protestów było pojawienie się robotów zbierających truskawki. Właściciel gospodarstwa wymienił nimi około 20 osób. Następnie policja poinformowała lokalne publikacje, że obawia się ataków oburzonych pracowników na roboty. Wściekli migranci są już nazywani potencjalnymi luddystami. Ruch ten, jak pamiętamy, powstał w Europie na początku XIX wieku. Następnie robotnicy niszczyli sprzęt w fabrykach, wierząc, że pozbawia ich to zarobków.

Jednak jednocześnie roboty dają rolnikom nową nadzieję

W tym w Polsce. Branża produkcji robotów jest zaprojektowana w taki sposób, że nie wszystko jest dyktowane przez dużych producentów. Małe firmy już teraz zakładają produkcję zarówno wysokospecjalistycznych robotów, jak i uniwersalnych asystentów elektronicznych. I to właśnie robią rolnicy. Zwłaszcza dla tych, którzy zajmują się uprawami nieciekawymi dla gospodarstw rolnych.

„Możemy zobaczyć, jak małe i średnie gospodarstwa przodują we wdrażaniu automatyzacji. Od tysiącleci rolnicy myślą nieszablonowo, aby znaleźć rozwiązania codziennych problemów. Chcą współpracować ze startupami. Rolnicy codziennie myślą: Oto wyzwanie, jaką innowacyjną sztuczkę mogę zastosować, aby je rozwiązać? Kevin Dunlap, współzałożyciel i partner zarządzający Calibrate Ventures, podzielił się swoją opinią z VB.

W Polsce sytuacja może rozwinąć się w ten sam sposób. Duże firmy wolą zajmować się uprawami przemysłowymi: zbożem, słonecznikiem, kukurydzą. I na przykład niektóre warzywa są nadal uprawiane głównie w małych gospodarstwach, przy użyciu pracy fizycznej. Wraz z pojawieniem się robotów zapotrzebowanie na pracowników sezonowych zmniejszy się, a liczba produktów wręcz przeciwnie wzrośnie. A to całkiem możliwe, że pozwoli polskim rolnikom skutecznie konkurować z producentami tanich warzyw z krajów południowo-wschodnich.

Drony zbierające owoce stworzone w Izraelu

Drony zbierające owoce stworzone w Izraelu

Takie “skrzydlate maszyny” mogą znacznie ułatwić życie ludziom zajmującym się hodowlą wieżowców “użytecznych prezentów”. Rzeczywiście, z powodu braku pracowników, wiele dojrzałych owoców znika.

Kiedyś myśleliśmy, że drony to tylko środek rozrywki lub idealny obserwator i zwiad w wojnach nowej generacji, ale daj spokój, pomoc tych skrzydlatych lotników jest również pożądana „w życiu cywilnym”. Do podobnego prostego wniosku doszliśmy w małym Izraelu.

Prostym powodem, dla którego ludzie tak bardzo potrzebują dronów, jest wykorzystanie tych niestrudzonych pracowników w rolnictwie. Służą dwóm celom: zwiększeniu ilości i jakości zbieranych owoców oraz odciążeniu rolników. Znowu wystarczy spojrzeć na standardowe pole zwykłego wiejskiego „pracowitego robotnika”, by zobaczyć banalny obraz olejny – marnuje się mnóstwo owoców na nic. A cena takiego „roztrwonienia” wynosi 30 miliardów dolarów rocznie, co jest dość znaczące dla małego Izraela. I wszystko, co udało im się zebrać, ale zebrać z opóźnieniem dwóch tygodni – wszystkie te owoce stracą 80% swoich witamin i innych wartości odżywczych.

„Bohaterem”, który przyczynił się do rozwiązania problemu, okazał się startup Tevel Aerobotics Technologies, który opracował autonomiczne drony. Z powietrza przybywają pracoholicy z metalu i plastiku, usuwając z gałęzi tylko dojrzałe owoce, delikatnie przenosząc zebrany „dobro” do pozycji powietrze-powierzchnia.

Powodem, dla którego takie drony są potrzebne jak powietrze, jest brak taniej siły roboczej, której nie bardzo zależy na niebezpiecznej, niskopłatnej pracy zbierania owoców. No i drugi ważny akcent – drony mogą „ciężko pracować” nocą bez dni wolnych – w ogóle prawdziwe marzenie właściciela niewolników i plantatora.

Nawozy zakłócają zapylanie zmieniając percepcję kwiatów przez pszczoły

Nawozy zakłócają zapylanie zmieniając percepcję kwiatów przez pszczoły – naukowcy

Owady zapylające rzadziej lądują na kwiatach spryskanych nawozami lub pestycydami, ponieważ potrafią wykryć zmiany w polu elektrycznym wokół kwiatu – odkryli naukowcy z University of Bristol.

Badania pokazują, że spraye chemiczne zmieniają pole elektryczne wokół kwiatów do 25 minut po ekspozycji. Działanie to trwa znacznie dłużej niż naturalne fluktuacje, np. wywołane wiatrem, i powoduje zmniejszenie wysiłków zapylających przez owady.

Dr Ellard Hunting z Bristol School of Biological Sciences i jego zespół zauważył, że nawozy nie wpływają na wzrok i zapach owadów i naśladują zmiany elektryczne wywołane przez nawozy i pestycydy poprzez manipulację elektryczną kwiatami. To pokazało, że pszczoły są w stanie wykryć i rozróżnić niewielkie zmiany dynamiczne w polu elektrycznym wywołane chemikaliami.

Hunting powiedział: „Wiemy, że chemikalia są toksyczne, ale niewiele wiemy o tym, jak wpływają na bezpośrednią interakcję między roślinami a zapylaczami. Kwiaty mają szereg sygnałów, które przyciągają pszczoły, promując karmienie i zapylanie”.

Naukowiec wyjaśnił, że pszczoły wykorzystują sygnały, takie jak zapach i kolor kwiatów, ale wykorzystują też pola elektryczne do identyfikacji roślin. „Więc dużym problemem jest to, że stosowanie agrochemikaliów może zniekształcać sygnały kwiatowe i zmieniać zachowanie zapylaczy” – powiedział Hunting.

Współautor badania Sam England wyjaśnił: „To, co czyni to badanie ważnym, to fakt, że jest to pierwszy znany przykład antropogenicznego „hałasu” wpływającego na zmysł elektryczny zwierząt lądowych. Jest to bardzo podobne do hałasu motorówki, który uniemożliwia rybom wykrycie drapieżników, lub sztucznego światła w nocy, które myli mole; Nawozy są źródłem hałasu dla pszczół próbujących wykryć elektryczne sygnały kwiatów”.

Drony testowane jako ptasie strachy na wróble

Drony testowane jako ptasie strachy na wróble

Drony, czyli bezzałogowe statki powietrzne, stopniowo stają się czymś znajomym, a nawet codziennym. Obecnie drony w połączeniu z automatycznymi kamerami są również z powodzeniem wykorzystywane do wypędzania szkodników z winnic.

Artykuł opublikowany przez Washington State University (USA) w czasopiśmie Computer and Electronics in Agriculture opisuje system przeznaczony do zwalczania szkodników w winnicach. Zakłada się, że innowacja będzie w stanie czuwać przez całą dobę, czy wrony, szpaki i inne niechciane ptaki nie przenikają do upraw owocowych i ich nie zjadają. Cała konstrukcja musi być całkowicie bez ingerencji człowieka.

„Obecnie hodowcy nie mają żadnego dobrego narzędzia, które skutecznie odstrasza szkodliwe ptaki i nie kosztuje zbyt wiele”, powiedział Manoj Karkee, jeden z autorów. „Z kilkoma poprawkami i przy współpracy z branżą ten system może dobrze działać”.

Aby drony stały się skutecznym strachem na wróble, trzeba rozwiązać dwa problemy. Po pierwsze rozpoznawanie nadlatujących ptaków, a po drugie automatyczne podnoszenie dronów w powietrze i kontrolowanie ich. W ciągu kilku lat Karki i jego koledzy byli w stanie opracować system kamer i algorytmów, które nimi sterowały, zdolne do wykrywania ptaków przylatujących i opuszczających pole, a tym samym dosłownie liczyć wrony. Specjaliści zmodyfikowali też małe drony i nauczyli je gonić ptaki na niewielkim obszarze pola. W rezultacie szkodników było czterokrotnie mniej.

Pod względem technicznym system jest bardzo podobny do automatycznego dostarczania paczek. Autorzy mają nadzieję, że za kilka lat każdy będzie mógł nabyć ich instalacje. A wcześniej czeka nas sporo testów w locie i w terenie oraz kwestii prawnych do rozwiązania.

„Ptaki to w rzeczywistości inteligentne stworzenia” – mówi Karki. „Często uczą się omijać takie odrażające instalacje. Nie chcemy, aby nasz system przetrwał tylko kilka miesięcy, zanim szkodniki przestaną się go bać”.

W swojej nowoczesnej formie drony straszą wrony swoim wyglądem i hałasem śmigieł. Jednak w przyszłości eksperci planują nadać im postać drapieżników i umiejętność wydawania odpowiednich „krzyków” lub np. sprawienia, by drony świeciły jasno metalicznym połyskiem.