Выставка фруктов, овощей и фермерских хозяйств Великих озер в этом году стала настоящим праздником.
Я чувствовал энергию вокруг и внутри себя – после года или двух без конференций я не осознавал, как сильно мне не хватало общения с другими производителями и профессионалами сельского хозяйства. Конечно, это было приятно.
Дэн Брейнард из Университета штата Мичиган по садоводству собрал лучших и самых ярких специалистов нашего региона, чтобы поговорить о борьбе с сорняками, а благодаря волшебству технологий мы также смогли услышать мнение эксперта из Калифорнии. В этой статье я опишу основные типы роботов-полольщиков, примеры того, на что они способны и как они используются в коммерческих целях в Калифорнии.
Стив Феннимор из Калифорнийского университета в Дэвисе работает с производителями, которые используют этих роботов для прополки овощей. Сначала он провел несколько различий между различными типами роботов-полольщиков. Первые, с наименьшим уровнем сложности, — это навески с камерой (фото 1). Они буксируются за трактором с помощью трехточечной навески, а панель инструментов перемещается влево и вправо (перпендикулярно направлению движения) с помощью гидравлических цилиндров. Движение контролируется камерами, которые «видят» урожай, удерживая инструменты по центру ряда урожая. Прополочные машины с камерой и управлением просто держат традиционные инструменты для прополки по центру ряда.
Далее, среднего уровня сложности, идут тракторные прополочные роботы-пропололки (фото 2, на фото вверху). Они также буксируются за трактором с помощью трехточечной навески, однако в них не используются традиционные инструменты для прополки, вместо этого имеется камера для каждого ряда, и камера направляет кусок стали, перемещающийся между отдельными растениями. Для навесных междурядных роботов-культиваторов требуется человек, который будет управлять трактором или управлять им.
Последний тип роботов-полольщиков, обладающий наибольшим уровнем сложности, — это автономные роботы-полольщики (фото 3). Этим машинам не нужен трактор или оператор, и после ввода карты поля они самостоятельно перемещаются по полю в течение нескольких часов, днем или ночью. На данный момент эти автономные роботизированные машины для прополки могут нести традиционные инструменты для прополки (подметальные машины, прополочные машины и т. д.), а не лезвия с управлением от камеры, которые пропалывают между каждым растением.
Феннимор провел множество испытаний и поделился своими данными о времени, необходимом для каждого инструмента. Выращивание акра салата обходится примерно в 439 долларов за акр. Из общего времени прополки 68% занимает ручная прополка, 9% приходится на тракторную обработку и 22% на внесение гербицидов. Ручная прополка — основная статья затрат на борьбу с сорняками.
Феннимор идентифицировал три различных роботизированных прополки, которые используются в Калифорнии. Stout (фото 2) — навесная роботизированная прополочная машина, навесная на трактор. Titan (фото 4) также представляет собой прицепную роботизированную прополку, но поставляется с собственным трактором, а Dino — это автономная роботизированная прополка с традиционными инструментами (фото 3). Феннимор поделился результатами проведенных им и Ричардом Смитом испытаний, показывающих, на что способны эти три машины.
Производительность машин была переменной (как и в сельском хозяйстве). Например, в одном испытании на коммерческом поле машина Titan удалила 69% сорняков в ряду и сократила время ручной прополки примерно вдвое (по сравнению с традиционной междурядной обработкой), но в другом испытании она удалила только 31% сорняков. в ряду и сократило время ручной прополки примерно на 10%.
В другом исследовательском испытании междурядная обработка трактором удалила 66% сорняков на грядке, а сеялка «Титан» — 91%. В этом испытании Titan сократил ручную прополку примерно вдвое по сравнению с междурядной обработкой трактором. В другом коммерческом полевом испытании Stout удалил 98% сорняков в рядах и сократил время ручной прополки примерно вдвое по сравнению с междурядной обработкой трактором (хотя в другом проходе он уменьшил количество сорняков на 52% – опять же, результаты варьируются). Dino был оснащен пальчиковыми прополками и удалил 61% сорняков по сравнению с междурядной обработкой трактором, которая удалила 41% сорняков.
Феннимор был впечатлен способностью этих машин точно работать на полях с высокой плотностью сорняков. В июле салатное поле заросло портулаком (фото 5). Он думал, что испытание придется отменить, потому что компьютер не мог отличить растения салата от сорняков, но компания Stout решила, что сможет это сделать. Стандартная обработка трактором эффективно не удалила ни одного сорняка в ряду, но Stout удалил 76% сорняков в ряду. Из-за высокой плотности сорняков обработка поля требовала много времени: для обработки стандартным трактором требовалось 78 часов на акр, тогда как для Stout требовалось 30 часов на акр. Хотя в целом фермеры вокруг Стива обнаружили, что роботизированные прополочные машины, установленные на тракторе, могут обработать поле площадью 10 акров за 8-10 часов.
Феннимор сказал, что как специалист по расширению он заботится о производственных затратах; даже если эти роботы-полольщики творят чудеса, если они слишком сильно увеличивают производственные затраты, они не принесут пользы производителям.
Он процитировал исследование, сравнивающее затраты на роботизированную прополку и ручную прополку салата (Tourte et al., в обзоре). Они подсчитали, что прополка салата стоит в среднем 161 доллар за акр. Затем они подсчитали стоимость трех различных типов тракторных рядных роботизированных прополочных машин – они варьировались от 166 до 204 долларов за акр (включая трактор, оператора, стоимость машины и обслуживания). Использование этих машин могло бы снизить затраты на ручную прополку до 100 долларов за акр, но общие затраты на борьбу с сорняками с помощью роботизированных прополок варьировались от 266 до 304 долларов за акр.
Это означает, что использование роботизированных прополок обходится дороже, чем ручная прополка. Так почему же некоторые производители в Калифорнии используют эти роботы-полольщики?
Феннимор провел небольшое исследование и задумался, чтобы выяснить, почему. Он нашел опрос генеральных директоров, в котором они спрашивали, почему они хотят внедрить технологию (Economist, 1 января 16 г.). Они заявили, что машины могут снизить риск (меньше людей пострадают), быть более надежными, чем сотрудники, и помочь сделать затраты более предсказуемыми. Кроме того, отдача от гербицидов снижается, и все меньше молодых людей стремятся заниматься ручной прополкой.
Поскольку эти роботизированные прополочные машины требуют инвестиций (стандартная модель Stout стоит 350,000 XNUMX долларов), некоторые компании заключают контракты на использование машины – так же, как вы арендуете специальный опрыскиватель или комбайн.
На данный момент эти автономные роботизированные прополочные машины и рядные роботизированные прополочные машины, установленные на тракторе, сосредоточены в крупнейших регионах нашей страны по производству овощей в Южной Калифорнии и Аризоне. Но я разговаривал с генеральным директором Stout Брентом Шеддом, и он рассказал мне, что у них есть машины во Флориде и Джорджии, а также интерес со Среднего Запада. Итак, мы увидим, как распространяются эти роботы-полольщики.
— Сэм Хичкок Тилтон, корреспондент VGN