І один в полі воїн

Розумний культиватор Stout розробили в компанії Stout Industries, що спеціалізується на автоматизованому контролі бур’янів. Нещодавно в цю компанію інвестував гігант сільськогосподарського машинобудування CNH. Інвестиції дали змогу Stout розширити свою діяльність через глобальну мережу групи, зокрема в Австралії та Європі. Нині у світі вже працює 50 розумних культиваторів Stout.

Розумний культиватор Stout Smart Cultivator — це програмокерований тракторний агрегат, який використовує машинний зір і штучний інтелект для обробітку полів і прополювання бур’янів за допомогою механічних ножів. ШІ розпізнає кожен бур’ян і кожну культурну рослину окремо. Версія завширшки 2 м має продуктивність 0,4–0,81 га/год, рухаючись зі швидкістю 2,5 км/год. Точне відстеження лінії висіву дозволяє забезпечити мінімальну відстань між робочими органами машини та рослинами. Вона призначена для роботи на грядках завширшки 1,8–2 м (одна секція) і може обробляти до восьми рядків за один прохід.

Агрегат оснащений гідравлічним насосом з приводом від валу відбору потужності й не має гідравлічних або електричних з’єднань з трактором.

Ключову роль у розробленні культиватора Stout Smart Cultivator відіграло господарство Tanimura & Antle (T&A) у штаті Каліфорнія, США. Тут з 2018 року проводили випробування цієї машини під наглядом Еріка Хікокса. Обрали це господарство не випадково, адже воно володіє частиною акцій Stout Industries.

Ім’я: Ерік Хікокс

Посада: директор служби підтримки виробництва

Локація: Салінас, Каліфорнія, США

Компанія: Tanimura & Antle

Площа: 16 тис. гектарів

Культури: листові салати і капуста, органічні та конвенційні

Машини на зміну персоналу

Понад п’ять років Ерік був свідком еволюції культиватора Stout. За цей час у господарстві значно скоротили кількість персоналу: із шести бригад по 20–30 осіб лишилося тільки дві бригади, оскільки робоча сила в дефіциті. Досвідчених робітників ніким замінити, адже молоде покоління мало цікавиться роботою в полі. Органічне землеробство, яке потребує більше ручної праці, ніж конвенційне, не залишає фермерам іншого вибору окрім як застосовувати розумні рішення для боротьби з бур’янами. Деякі оператори техніки на фермі працювали з машиною з моменту її створення. За цей час Smart Cultivator досяг величезного прогресу.

Технічні дані культиватора Stout Smart Cultivator

Тип техніки: розумний культиватор/прополювач

Кількість одиниць в експлуатації: вісім машин

Рік придбання: 2018 (куплено першу машину)

Час роботи: 600 га на рік — 8000 годин на найстаршій машині

Бачення: камера та система штучного інтелекту True vision

Вимоги до трактора: ВВП 1000 об/хв, 3-точкова навіска

Ціни: не розголошуються, 335 тис. доларів у каталозі

Підписка на обслуговування: без додаткової підписки

Організація прополювання

Tanimura & Antle наразі має вісім машин Smart Cultivator, причому частину з них використовують для прополювання власних полів, а інші надають в оренду партнерам. Найвищий попит на роботу культиваторів є на органічному ринку, одна така машина обробляє приблизно 6 га органічних культур на тиждень. Для догляду за листовими салатами або зеленню, яку вирощують смугами по 6–8 рядів на грядку, машина не має собі рівних з погляду ефективності. Лише за один прохід машина може знищити 90–95% бур’янів. Щоб усунути рештки бур’янів і уникнути їх повторного приживлення, час від часу на поле спрямовують бригади працівників.

Для щоденної роботи зазвичай використовують дві машини, які працюють в парі. Стандартне поле має площу 4 га, і мета полягає в тому, щоб обробити його якомога швидше. Налаштування машини займає до 30 хвилин щодня, причому найбільшою проблемою є налаштування та підтримання правильної глибини занурення робочих органів відповідно до типу ґрунту і рельєфу поля.

Оскільки на полі одночасно працюють два трактори з культиваторами, їхні оператори допомагають один одному з налаштуваннями. Якщо оператор працює самостійно, налаштувати знаряддя можна за допомогою задньої камери, яка в режимі реального часу забезпечує зворотний зв’язок щодо якості роботи культиватора.

Оператори техніки працюють щонайбільше 8–9 годин на день, у середньому обробляючи 0,4 га на годину, або приблизно 3,2 га на день. За трактором закріплений культиватор, мийна станція і система постачання пального, а також причіп на кожен розумний культиватор для забезпечення ефективної логістики.

Швидке підвищення ефективності машини

Розумний культиватор економить господарству від 200 до 480 дол. на гектар із коефіцієнтом ефективності 90–95%. При цьому одна машина обробляє приблизно 600 га щороку, залежно від сезону. Це означає економію від 450 тис. до 1,5 млн доларів на рік.

За послуги з прополювання господарства-партнери платять 200 дол. за акр, тобто 80 дол. за гектар. Метою цієї моделі обслуговування є не так отримання прибутку, як надання фермерам доступу до передових інновацій.

Для Еріка кожна машина, яку використовують для прополювання бур’янів як послугу на 600 га, дає приблизно 300 тис. доларів доходу. Ці виняткові цифри можуть сильно відрізнятися залежно від сезону: посушливий рік, ідеальний для механічного прополювання, може бути дуже прибутковим, тоді як у більш вологі роки прополювання ускладнюється. Важливо зазначити, що в обох випадках (використання для власних потреб і надання в оренду) чистий прибуток зменшується під час простою, а також слід враховувати додаткові витрати на обслуговування і логістику.

Коли ми запитали Еріка, чи думав він про інвестування в машину із ширшим захватом (коли культиватор має не одну ― дві, а три секції), він сказав нам, що навіть із вищою продуктивністю ця машина не буде для них економічно ефективною, оскільки вона стане набагато дорожчою, спричинятиме більше ущільнення ґрунту і ускладнить логістику. Для максимальної точності роботи також важливо узгоджувати прополювання з процесом висіву, тобто рослини потрібно висівати або висаджувати з урахуванням розміщення робочих органів прополювача. Тому машини з однією чи двома секціями прополювача більш практичні.

Підтримка і вдосконалення

Розумний культиватор довів свою надійність: деякі машини вже напрацювали понад 8000 год. Обслуговуванням і підтримкою повністю керує Stout, включно з віддаленою допомогою для оновлення програмного забезпечення, і для цих послуг не потрібна підписка. Однак, якщо йдеться про ремонт обладнання, фермер несе відповідальність за витрати. Наприклад, робочі органи (зуби) культиватора потрібно міняти приблизно кожні три місяці, деякі інші компоненти, що виконують роль запобіжників, також можуть потребувати заміни.

Система штучного інтелекту True Vision, яка контролює виявлення рослин і бур’янів, постійно вдосконалюється. Хоча вона вже працює добре, все ще є місце для покращення, зокрема щодо точності розпізнавання рослин і бур’янів. Крім того, машинний зір паралельно збирає інформацію про стан ґрунту і рослин, але способи аналізу цих даних потребують доопрацювання.

Незважаючи на те, що машина є доволі міцною, вона залишається вразливішою, ніж традиційне обладнання для обробітку ґрунту, тому потребує обережного ставлення та регулярного обслуговування для забезпечення тривалої роботи. А втім, навчання нових операторів відносно просте.

Машині потрібно попрацювати на полі кілька метрів, щоб оператор міг її належно відрегулювати, при цьому кожен компонент працює незалежно. Оператори можуть налаштувати машину, щоб вона більш агресивно знищувала бур’яни, покращуючи ефективність прополювання, хоча це збільшує ризик пошкодження культурних рослин.

Що далі

T&A планує розширювати свій парк розумних культиваторів, доки вони повністю не задовольнять потреби в прополюванні як самого господарства, так і його партнерів в усіх регіонах. Ключовим завданням є передання знань і досвіду з одного регіону в інший та постійне підвищення операційної ефективності. Команда зосереджена на вдосконаленні панелі інструментів, посиленні боротьби з бур’янами та оптимізації робочих процесів, щоб ефективніше справлятися з піковими сезонами.

Збирання і аналіз даних відіграватимуть вирішальну роль у цій еволюції. Система вже відстежує такі важливі показники, як кількість прополених гектарів, щільність рослин, типи бур’янів та їх геолокацію. Крім того, дані GPS, віддалений моніторинг і звіти про помилки налаштовані для подальшого підвищення продуктивності машини й швидшого ухвалення рішень.