Robot do odchwaszczania
Zarządzanie chwastami za pomocą robotów (roboty do odchwaszczania, precyzyjne opryski...)
Robot do odchwaszczanie umożliwia pielęgnację pola stosując różne techniki ochrony przed chwastami (uprawa gleby, ale także laser itp.). Występują w różnych rozmiar, napędach, autonomii itp.
Niektóre modele, w 100% elektryczne, mają dodatkowo korzyść w postaci redukcji emisji CO2 oraz ograniczenia ugniatania gleby w przypadku najlżejszych modeli[1][2].
Jednak roboty pozostają kosztownymi maszynami, trudnymi w obsłudze i mogą nie być odpowiednie we wszystkich kontekstach [3][4][5].
Jakie narzędzia do odchwaszczania są możliwe?
Odchwaszczanie mechaniczne
Większość robotów do odchwaszczania jest wyposażona w narzędzia mechaniczne dostosowane do ich rozmiaru i prędkości, takie jak motyka, obrotowe zęby, podorywacz i intercep do winorośl, a także kosiarki do międzyrzędzi i trawników.
Użytkownik może regulować parametry takie jak nachylenie narzędzia, głębokość bruzdy czy wysokość cięcia za pomocą aplikacji na smartfonie lub komputerze.
Jedną z wad robotów z wbudowanymi narzędziami jest to, że rolnik nie może ich samodzielnie naprawić i jest zależny od producenta. Dlatego niektóre niezależne startupy zaprojektowały własne roboty z zaczepem trzypunktowym, aby dać rolnikom większą autonomię [6][7][8][9].
Odchwaszczanie chemiczne
Dla większej skuteczności można kupić roboty zdolne do bardzo precyzyjnego oprysku chwastów [10][11].
Dla niektórych upraw dostępne są też roboty, do których można podłączyć opryskiwacze [6][12].
Według producentów roboty z wbudowanymi opryskiwaczami pozwalają zaoszczędzić ponad 95% środków chemicznych, jednak żaden instytut techniczny nie potwierdził tej obietnicy[10].
Odchwaszczanie laserowe
Aby maksymalnie ograniczyć użycie herbicydy i uprawę gleby, firmy takie jak Pixel Farming sprzedają roboty wypalające młode pędy chwastów za pomocą lasera[13].
Inne rodzaje odchwaszczania
Inne rodzaje odchwaszczania są testowane przez głównych producentów, na przykład:
- odchwaszczanie elektryczne
- odchwaszczanie termiczne
- odchwaszczanie za pomocą błysku światła UV
Roboty elektryczne, ładowalne i diesla
Obecnie roboty są sprzedawane i klasyfikowane według trzech różnych źródeł zasilania:
Energia słoneczna
Kilka robotów jest wyposażonych w panele słoneczne. Roboty te, wyposażone w baterie, mają niemal nieograniczoną autonomię[10] [14][15].
Modele Avo i Stecomat na przykład wyłączają się po zmroku, gdy baterie są rozładowane, i wznawiają pracę o świcie[14] [10].
Roboty elektryczne ładowalne
Niektóre roboty działają na bateriach litowych z autonomią od 8 do 12 godzin. Główną wadą jest konieczność ładowania tych baterii, co bywa skomplikowane. Robot Toutilo firmy Touti terre jest zaprojektowany tak, aby można było wyjąć i wymienić baterię[16].
Silnik diesla i hybrydowy
Coraz więcej modeli jest wyposażonych w silniki hybrydowe, aby dostosować się do nierównych lub stromych terenów. Łączą one zalety obu źródeł zasilania: ciszę i czystość silnika elektrycznego (co jest ważne zwłaszcza na polach blisko mieszkańców i cieków wodnych) oraz moc silnika diesla.
Bezpieczeństwo
Co się dzieje, gdy robot napotka przeszkodę?
Wszystkie autonomiczne roboty do odchwaszczania są zaprogramowane tak, aby zatrzymać się przy wykryciu jakiejkolwiek przeszkody, czy to stałej (mur, krzew...), czy ruchomej (człowiek, zwierzę...).
To zatrzymanie jest możliwe dzięki kilku urządzeniom:
- System radarowy “LIDAR”: system skanujący otoczenie w 360°, jak w przypadku Softirovera firmy Softiver, gąsienicowego Ceol i wkrótce nowej generacji robotów Farmdroïd[17][18].
- Przewód bezpieczeństwa: w modelu FD-20 Farmdroïd robot zatrzymuje się natychmiast po naciśnięciu przewodu otaczającego robota[14].
- Zderzaki: mechaniczne czujniki chronione warstwą pianki, które zatrzymują robota przy najmniejszym nacisku. Roboty Naïo technologies są wyposażone we wszystkie zderzaki.
Jak robot orientuje się na polu?
Na rynku wszystkie autonomiczne roboty do odchwaszczania są wyposażone w system nawigacji GPS RTK, który zapewnia dużą precyzję śledzenia (1-2 cm).
Nawigacja GPS RTK jest często połączona z systemem “geofencing”, pozwalającym na zapisanie wirtualnych granic pola, co zapobiega wyjechaniu robota poza teren i np. wpadnięciu do rowu.
Geofencing może być też zastąpiony fizycznym kablem podłączonym do czujników robota, który można przesuwać, jak w przypadku robota Softirover firmy Softiver.
Wykonanie pracy narzędziami na rzędzie jest możliwe dzięki obliczeniu odległości między rzędami i między roślinami, które musi być wykonane wcześniej lub przez robota podczas pierwszego przejazdu.
Czy trzeba nadzorować robota?
Po zaprogramowaniu robota nie jest konieczne jego nadzorowanie.
Niektóre modele podlegają jednak regulacjom wymagającym, aby użytkownik pozostawał w promieniu 200 m od robota[5].
Większość robotów nie może też samodzielnie zmieniać pola i wymaga transportu między polami. Trudność transportu zależy od rozmiaru robota (i możliwości jego holowania).
Szkolenia
Obsługa maszyny (zwłaszcza interfejsu użytkownika) jest konieczna, aby skutecznie zintegrować robota w prowadzeniu upraw.
Są dwa scenariusze:
- Szkolenie trwające od godziny do pół dnia może być oferowane przez producentów. Roboty są wtedy stosunkowo łatwe w użyciu i często towarzyszy im aplikacja do pobrania na smartfon lub komputer, umożliwiająca łatwy dostęp do wszystkich funkcji.
- Producenci oferują usługi i sami nadzorują programowanie i pracę robotów. Zapewnia to rolnikowi efektywną pracę i oszczędność czasu, ale wymaga opłacania abonamentu.
Do jakich rodzajów produkcji?
Ochrona upraw jest jednym z filarów agronomii, dlatego wszyscy producenci robotów celują w wszystkie produkcje rolne. Jednak ze względu na popyt na rynku, różnorodność modeli i funkcji różni się w zależności od sektora.
Winorośl
Sektor winiarski ma największy wybór robotów. Producenci priorytetowo traktują ten sektor, aby odpowiedzieć na niedobór pracowników sezonowych.
Większość oferowanych modeli to roboty przejezdne jedno- lub wielozadaniowe z narzędziami do pracy na intercep i międzyrzędziu [19]. lub precyzyjne opryskiwacze[4]. Vitibot i Naïo technologies są głównymi dostawcami robotów przejezdnych i wszystkie ich roboty były testowane u rolników[20].
Należy dobrze przemyśleć wybór robota przejezdnego w zależności od wysokości winorośli i odległości między rzędami[4]. Istnieją też mniejsze i bardziej wszechstronne roboty do pracy na międzyrzędziu[6]. Na przykład można wypożyczyć Vitirover do precyzyjnego koszenia międzyrzędzi bez ryzyka ugniatania [15].
Warzywnictwo i ogrodnictwo
Konteksty warzywnicze i ogrodnicze są mniej sprzyjające użyciu maszyn rolniczych, ale roboty warzywnicze są liczne. Roboty do odchwaszczania warzyw charakteryzują się niskim ugniataniem gleby, różnorodnością metod odchwaszczania (mechaniczne, chemiczne lub laserowe) i wielofunkcyjnością.
Średni robot warzywniczy może jednocześnie odchwaszczać, monitorować presję chwastów, transportować sprzęt i siać.
Główne roboty warzywnicze dostępne na rynku pozwalają na:
- Zrekompensowanie trudności w znalezieniu pracowników sezonowych
- Zapobieganie rozprzestrzenianiu się chwastów poprzez wielokrotne przejazdy [3]
Mają też swoje ograniczenia:
- Funkcja odchwaszczania wymaga, aby robot znał dokładną pozycję każdego ziarna/rośliny. Należy więc zaplanować siew zgodnie z wymiarami robota lub wykonać go tym samym robotem[3][14].
- Małe roboty, takie jak Oz firmy Naïo technologies, mogą być wrażliwe na warunki atmosferyczne [3].
Uprawy polowe
Ogólnie występują narzędzia zawieszane i ciągniki autonomiczne z lub bez kabiny do produkcji zbóż[22][8][23].
Stopień dostosowania robota do kontekstu upraw polowych zależy od mocy silnika, zdolności ciągnienia i narzędzia do ciągnięcia.
Sadownictwo
Sektor sadowniczy, stosunkowo podobny do winorośli, jest obsługiwany przez tych samych producentów. Jednak różnorodność kształtów i wysokości rzędów utrudnia tę adaptację.
Do odchwaszczania międzyrzędzi zaleca się roboty z zaczepem trzypunktowym, takie jak hybrydowy robot Trektor firmy Sitia czy gąsienicowe roboty Jo i Romax viti[8][24][2].
Zalety i ograniczenia
Praca w dzień i w nocy
Roboty elektryczne zasilane energią słoneczną mogą pracować przez kilka dni z rzędu, w dzień i w nocy, dzięki bateriom litowym o dużej autonomii. Jeśli robot zejdzie z linii z powodu braku światła, wznowi pracę tam, gdzie przerwał, kilka godzin po powrocie światła dziennego (lub dobrej pogody)[14][10].
Precyzja
Nawigacja GPS RTK umożliwia korektę trajektorii w czasie rzeczywistym, co gwarantuje precyzję odchwaszczania[3][7][15].
Skuteczność w strategii zapobiegawczej
Roboty do odchwaszczania są skuteczne na młodych stadiach chwastów. Roboty wykonujące odchwaszczanie mechaniczne mogą wielokrotnie przejeżdżać między rzędami[3].
Redukcja emisji dwutlenku węgla
Emisje na hektar robotów dostępnych na rynku są o połowę niższe niż w przypadku klasycznych ciągników (roboty hybrydowe) lub zerowe (roboty zasilane energią słoneczną) [15][14].
Należy jednak pamiętać, że emisje związane z produkcją baterii są znaczne. Konieczne jest więc pełne obliczenie, aby ocenić zasadność stosowania tych robotów jako alternatywy wobec innych opcji przy ocenie wpływu na środowisko.
Mały wybór w uprawach polowych i sadownictwo
Wynika to z dużej różnorodności kontekstów pedoklimatycznych i specyfiki każdej uprawianej rośliny.
Jednak prototypy są w trakcie opracowywania.
Zaprojektowany do konkretnego kontekstu
Jednym z wyzwań przemysłu robotycznego jest możliwość dostosowania robota do nowych sytuacji, co jest trudne do zaprogramowania.
Należy zasięgnąć informacji u producentów i doradców technicznych, aby poznać ograniczenia kontekstowe (klimat, rodzaj gleby, długość międzyrzędzi, uprawy, stadium chwastów).
Regulacje prawne
Regulacje niektórych modeli wymagają stałej obecności operatora w pobliżu. Ważne jest, aby przed zakupem robota do odchwaszczania sprawdzić obowiązujące przepisy u dystrybutora[5].
Znaczne zobowiązanie wobec systemu producenta
Poziom zależności rolnika od producenta zależy od stopnia integracji robota:
- Płatne szkolenia z obsługi robota
- Zakup części i narzędzi kompatybilnych z robotem
- Naprawy możliwe tylko przez producentów
- Płatne usługi geofencing
- Złożone programowanie robota wymagające wiedzy technicznej
- Nadzór nad prawidłowym działaniem robota przez technika
- Zbieranie danych z pola przez producenta w celu ulepszenia oprogramowania robota
Wsparcie finansowe
Od kwietnia 2022 France AgriMer uruchomił krajowe wsparcie dostępne dla wszystkich gospodarstw, aby zachęcić je do inwestycji w rolnictwo cyfrowe. Limit wydatków kwalifikowanych wynosi 40 000 € netto na wniosek.
Dla CUMA limit wydatków kwalifikowanych wynosi 150 000€ netto na wniosek.
Stawka wsparcia wynosi 40% kosztów netto za roboty. Młodzi rolnicy i gospodarstwa z DOM korzystają z dodatkowych dotacji[25].
Ce matériel peut être financé dans le cadre du programme Agrilismat avec un avantage spécifique
Źródła
Wszystkie analizy tego artykułu można znaleźć na blogu "Aspexit" Corentina Leroux :
- ↑ Naïo technologies.2022.Caractéristiques techniques. (07/02/2023) https://www.naio-technologies.com/oz/
- ↑ 2,0 2,1 Vitisphere.2021.Le robot viticole Romax Viti travaille le sol. (07/02/2023) https://www.youtube.com/watch?v=8H0QLni7I9A
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Poudevigne Elise - Entraid'.2021.Oz: le robot de désherbage maraîcher en test. (27/01/2023) https://www.entraid.com/articles/demonstration-robot-desherbage-oz-sud-ouest
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Abellan Alexandre - Vitisphere.2019.Le robot Bakus fait la démonstration des attentes du vignoble. (31/02/2023) https://www.vitisphere.com/actualite-90067-le-robot-bakus-fait-la-demonstration-des-attentes-du-vignoble.html
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Chambrin Anthony - Fédération des CUMA Centre Val de Loir.2021.Robot Bakus : plus intéressant économiquement qu'un enjambeur avec chauffeur ? (31/01/2023) https://www.entraid.com/articles/rentabilite-robot-bakus-vitibot-comparatif-enjambeur
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Favre Séverine - Mon Viti.2021.Le robot Romax Viti trace son chemin. (25/01/2023) https://romaxviti.com/wp-content/uploads/2021/02/romax-article-viti-fevrier-2021.pdf
- ↑ 7,0 7,1 Vitisphere.2021.Le robot viticole Romax Viti travaille le sol. (25/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=8H0QLni7I9A
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Tiers Nathalie - Ouest-France.2022.Trektor, le robot agricole fabriqué à Nantes. (29/01/2023) https://www.ouest-france.fr/economie/agriculture/essais-agricoles/trektor-le-robot-agricole-fabrique-a-nantes-65d4b832-b753-11ec-91b4-4cb12076d3f2
- ↑ Le Sillon belge.2020.Dino, Oz, Anatis et Toutilo: vos nouveaux ouvriers agricoles sous la loupe. (03/02/2023) https://www.sillonbelge.be/6539/article/2020-09-23/dino-oz-anatis-et-toutilo-vos-nouveaux-ouvriers-agricoles-sous-la-loupe
- ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 Ecorobotix. SA2020.AVO · Robot de désherbage autonome · film de présentation · Court FR. (29/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=uNTLt-XQNEk
- ↑ Groult Aurélien - Matériel Agricole. 2022. Ecorobotix : le robot de désherbage ARA s'adapte à l'arrière du tracteur.
(27/01/2023)
https://www.materielagricole.info/robot-de-desherbage/article/729635/ecorobotix-le-robot-de-desherbage-ara-sadapte-a-larriere-du-tracteur
- ↑ Bordeaux Pascal.2021.Pulvérisation de demain : le pulvé voit les adventices et un robot le tracte. (23/01/2023) https://www.entraid.com/articles/desherbage-autonome-goldacres-robot-swarm-pulve-bilberry
- ↑ Pixelfarmingrobotics.2023.Robot One. (17/02/2023) https://pixelfarmingrobotics.com/robot-one/
- ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 Stecomat.2020.FarmDroid FD20 : premier robot autonome pour le semis et le désherbage mécanique intégral. (23/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=9DMlGP6WHAI
- ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 Rolin Faustine.2022.Vitirover, des robots qui préservent l’enherbement des cultures.
(23/01/2023)
https://leshorizons.net/vitirover-robots-perserver-enherbement-cultures/
- ↑ 16,0 16,1 Touti terre.2022.Cobot Toutilo.
(26/01/2023)
https://www.toutilo.com/
- ↑ Portier Michel - Réussir Grandes cultures.2023.Les 10 robots agricoles qu’il ne fallait pas manquer sur le World Fira. (17/02/2023) https://scontent-cdg2-1.xx.fbcdn.net/v/t39.30808-6/330802631_1617007642046239_4532546166957931973_n.jpg?_nc_cat=100&ccb=1-7&_nc_sid=730e14&_nc_ohc=5gXTgbI6Wz4AX_fnu-H&_nc_ht=scontent-cdg2-1.xx&oh=00_AfDPRZcWFgq-gzZmw94EQwJZ8mYiyxZJSHwY3EU9rEWXxg&oe=63F40679
- ↑ Agreenculture.2023.Ceol, robot rolniczy autonomiczny. (17/02/2023) https://www.agreenculture.net/ceol
- ↑ FMV Defrance et Naïo technologies.2017.Robot de désherbage vignes BOB. (20/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=MjdJM8ADZIc
- ↑ Strona oficjalna Vitibot. (26/01/2023) https://vitibot.fr/robots-viticoles-bakus/
- ↑ Chambre d’Agriculture Hauts-de-France.2022.La robotique au service du maraîchage.
(26/01/2023)
https://hautsdefrance.chambre-agriculture.fr/articles/detail-de-lactualite/actualites/la-robotique-au-service-du-maraichage/
- ↑ Izba Rolnicza Normandia.2020.Les robots en grandes cultures. (29/01/2023) https://normandie.chambres-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/Normandie/506_Fichiers-communs/PDF/PEP/pep-gc-robots.pdf
- ↑ Naïo technologies.2023.Orio, porte-outil pour cultures légumières et grandes cultures. (17/02/2023) https://www.naio-technologies.com/orio/
- ↑ Naïo technologies.2023.Jo chenillard autonome vignes étroites et pépinières. (17/02/2023) https://www.naio-technologies.com/jo/
- ↑ FranceAgrimer.2022.France 2030 – Vague 1 – Réduction des intrants phytopharmaceutiques et des engrais de synthèse. (01/02/2023) https://www.franceagrimer.fr/Accompagner/France-2030-Souverainete-alimentaire-et-transition-agroecologique/France-2030-Agriculteurs/France-2030-Vague-1-Reduction-des-intrants-phytopharmaceutiques-et-des-engrais-de-synthese
