АВТОНОМНЫЕ РОБОТЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

АННОТАЦИЯ

Человеческая цивилизация на протяжении всего своего существования решала вопрос обеспечения себя пищей. Технологии сельского хозяйства и их эффективность прямо влияют на уровень человеческого капитала, от которого зависит благосостояние всего общества в настоящем и будущем. В этой статье рассмотрено применение автоматизированных роботов в сельском хозяйстве.

ABSTRACT

Human civilization has been solving the issue of providing itself with food throughout its existence. Agricultural technologies and their efficiency directly affect the level of human capital, on which the well-being of the whole society in the present and future depends. This article discusses the use of automated robots in agriculture.

Ключевые слова: Автоматизация, сельское хозяйство, роботы, БПЛА, дроны.

Keywords: Automation, agriculture, robots, UAV, drones.

Человеческий фактор последнее время всё чаще представляется в качестве недостатка, потому что его можно заменить технологией, которая будет выполнять более узкий спектр задач, но с большей эффективностью и надежностью. Одной из таких технологий является автопилот. Он был впервые реализован ещё в 1912 году для летательных аппаратов. Используя доступные на тот момент средства, удалось разработать систему, способную удерживать курс полёта и стабилизировать крен [1]. Со временем технология совершенствовалась и сегодня функция автопилота в самолёте любого назначения является его неотъемлемой частью.

Но кроме крупногабаритной авиации автопилот в небе также представлен в лице беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Как и большинство технологий в 20-м веке, развитие она получила благодаря усилиям военной отрасли [2][3]. Однако боевые дроны чаще использовались как дистанционно управляемое устройство, нежели как автономное. Это обусловлено высокой ценой ошибки. Недостаточно корректные разведданные или неликвидированный противник может стоить человеческих жизней и даже результата всей операции [4].

Уменьшение транзисторов в пятьдесят миллионов раз [5] значительно снизило стоимость всех вычислительных устройств, и БПЛА не стали исключением. Это позволило разработчикам по всему миру искать практическое применение появившимся гражданским дронам. За счёт свободы перемещения по воздуху, основная функция таких устройств заключается в сканировании местности и доставке грузов.

Коптеры могут быть доукомплектованы функционалом, необходимым для конкретной задачи. Модульность дрона в большинстве случаев заключается в оснащении необходимой камерой или устройством слежения. Это может быть сонар для отлова рыбы в водоемах [7] или тепловизор для поиска детей, пропавших в кукурузных полях [8]. Однако эти примеры всё также требуют участия человека. Но вот специфика сельского хозяйства, где обрабатываемые площади стационарны, позволяет задать траекторию облета беспилотником для выполнения необходимых операций.

Китайская компания DJI, занимающая больше половины рынка коммерческих дронов [9], в этой области имеет решение в лице «DJI Agras T20». В его задачи входит сканирование состояния поля (почвы и посевов), а также засев и распыление обрабатывающих средств или простой воды. За счёт того, что дрон парит над землей он может в 20 раз эффективнее производить распределение сбрасываемых водных ресурсов [10].

Рисунок 1. Обработка агродроном поля

Бизнес проявляет живой интерес к развитию и освоению технологий коммерческих БПЛА, в том числе с использованием автопилота. И так как сельское хозяйство раскрывает все преимущества такой автоматизации, её доля на рынке дронов растёт с каждым годом [11; 12].

Но как бы не был эффективен агродрон, он не пригоден грубой работы. Для решения этой задачи имеется технология автоматизации сельскохозяйственной техники с использованием автопилота. Американская компания «Deere & Company» имеет в каталоге поставляемой техники автономный электрический трактор [13]. Он может выполнять основные операции по обработке почвы, такие как вспашка и посев. Другие американские и европейские компании также ведут разработку и близки к началу серийного производства автономной агротехники [14].

Возможность автоматизации сельского хозяйства притягивает внимание и отечественных агрономов [15].  На их спрос «Петербургский тракторный завод» совместно с «Cognitive Pilot» разработал и запустил в серийное производство роботрактор «Кировец К-7М» [16]. Техника может автоматически двигаться по заданной траектории, выполняя полезную работу.

Кроме того, российская компания «Аврора Роботикс» представила проект «АгроБот», в рамках которого система управления может быть установлена на любую спецтехнику или трактор, так как необходимое для автоматизации оборудование расположено на специальном корпусе, который фиксируется вместо кабины водителя. Полученный сельскохозяйственный беспилотник подключается к диспетчерскому центру, где оператор может контролировать работу сразу нескольких десятков единиц такой техники [17].

Рисунок 2. Комплектация «АгроБота»

С распространением телекоммуникационных технологий и увеличением доступности вычислительных устройств очевидно повышение эффективности обработки обширных сельскохозяйственных территорий при помощи автономных роботов. На примере представленных в статье реальных примеров можно видеть, что эти технологии на деле доказывают свои преимущества, увеличивая благосостояние их владельцев и повышая качество жизни конечных потребителей.

Список литературы:

1. Краткая история автопилота [Электронный ресурс] — URL: https://habr.com/ru/post/371603/ (Дата обращения: 21.12.2021)
2. Remote Piloted Aerial Vehicles: An Anthology [Электронный ресурс] — URL: https://www.ctie.monash.edu.au/hargrave/rpav_home.html (Дата обращения: 22.01.2022)
3. Gunther Sollinger. The Development of Unmanned Aerial Vehicles in Germany (1914 – 1918) // Scientific Journal of Riga Technical University. — 2010. — № 16
4. Беспилотники военного назначения, созданные на базе снятых с вооружения самолетов [Электронный ресурс] — URL: https://topwar.ru/188809-bespilotniki-voennogo-naznachenija-sozdannye-na-baze-snjatyh-s-vooruzhenija-samoletov.html (Дата обращения: 22.01.2022)
5. Technological Progress [Электронный ресурс] – URL: https://ourworldindata.org/technological-progress (Дата обращения: 22.01.2022)
6. Рейтинг промышленных дронов 2020 [Электронный ресурс] — URL: https://aeromotus.ru/rejting-promyshlennyh-dronov-2020/ (Дата обращения: 22.01.2022)
7. ТОП-6 лучших квадрокоптеров с камерой для рыбалки [Электронный ресурс] — URL: https://drongeek.ru/rating/kvadrokopter-dlya-rybalki (Дата обращения: 22.01.2022)
8. Американец нашёл пропавшего ребёнка в кукурузном поле с помощью дрона с тепловизором [Электронный ресурс] — URL: https://tjournal.ru/tech/122111-amerikanec-nashel-propavshego-rebenka-v-kukuruznom-pole-s-pomoshchyu-drona-s-teplovizorom (Дата обращения: 22.01.2022)
9. Поисковое исследование рынка квадрокоптеров [Электронный ресурс] — URL: https://vc.ru/rushagency/45094-poiskovoe-issledovanie-rynka-kvadrokopterov (Дата обращения: 22.01.2022)
10. Фермерский опыт использования дрона DJI Agras T20 при обработке растений в поле. FAQ по теме сельскохозяйственные дроны [Электронный ресурс] — URL: https://zen.yandex.ru/media/1469/fermerskii-opyt-ispolzovaniia-drona-dji-agras-t20-pri-obrabotke-rastenii-v-pole-faq-po-teme-selskohoziaistvennye-drony-6101745eea42c33f549f9685 (Дата обращения: 22.01.2022)
11. Мировой агротех оценен в $17,44 млрд. Итоги года [Электронный ресурс] — URL: https://news.myseldon.com/ru/news/index/249072366 (Дата обращения: 22.01.2022)
12. Рынок беспилотников в мире и в России: интерес к дронам растет с каждым годом [Электронный ресурс] — URL: https://www.agroxxi.ru/selhoztehnika/stati/rynok-bespilotnikov-v-mire-i-v-rossii-interes-k-dronam-rastet-s-kazhdym-godom.html (Дата обращения: 22.01.2022)
13. John Deere запустит в массовое производство новый полностью автономный трактор [Электронный ресурс] — URL: https://www.deere.ru/ru/наша-компания/пресс-центр/пресс-релизы/2022/массовое-производство-автономных-тракторов.html (Дата обращения: 22.01.2022)
14. Automation in Agriculture: New Solutions to Eternal Challenges [Электронный ресурс] — URL: https://www.progressiveautomations.com/blogs/how-to/automation-in-agriculture-new-solutions-to-eternal-challenges (Дата обращения: 22.01.2022)
15. Автоматизация российского агросектора: реалии и перспективы [Электронный ресурс] — URL: https://www.agroxxi.ru/selhoztehnika/stati/avtomatizacija-rossiiskogo-agrosektora-realii-i-perspektivy.html (Дата обращения: 22.01.2022)
16. В Петербурге запускают серийное производство уникальной техники [Электронный ресурс] — URL: https://www.rbc.ru/spb_sz/09/10/2021/615d40529a7947b5f38f1be9 (Дата обращения: 22.01.2022)
17. АгроБот: Автоматизация сельского хозяйства [Электронный ресурс] — URL: https://avrora-robotics.com/ru/projects/agrobot/ (Дата обращения: 22.01.2022)