Потенціал лазерного прополювання

Робот для дрібних бур'янів

Cropr — новий голландський виробник лазерних прополювальних машин. Цього сезону компанія випустила на поля перші п’ять роботів Weedr, і всі вони вже продані фермерам.

Перше, що впадає в око, коли світло-блакитна машина рухається полем цикорію, — чорні сліди на ґрунті та запах спалених рослин. Cropr створили в січні 2025 року як дочірню компанію H2L Robotics, відому роботом Selector для збирання тюльпанів. Від материнської компанії новий виробник успадкував частину технологічної інфраструктури, зокрема системи автономного руху та платформу керування. Водночас апаратну частину Weedr й алгоритми для розпізнавання рослин Сropr розробляє самостійно.

Робот оснащений 10 лазерними блоками, які спрямовують на бур’яни синє діодне світло. Концентроване випромінювання нагріває клітини рослини до їхнього руйнування. Лазер націлюється на точку росту бур’яну, що має забезпечити загибель усієї рослини.

Поки що Weedr розрахований на боротьбу з бур’янами заввишки до 5 см. Більші рослини робот може розпізнати, але йому не вистачає потужності та часу, щоб гарантовано їх знищити.

На цикорії машина працює на міжряддях шириною 1,5–2,25 м і одночасно обробляє чотири гряди. За даними Сropr, Weedr уже розпізнає навіть найдрібніші бур’яни, але поки влучає приблизно у 85% розпізнаних цілей.

Під час польових випробувань наприкінці червня робот зіткнувся ще з однією проблемою — перегріванням. Лазерні блоки охолоджуються повітрям, а висока температура й тепло, що накопичувалося під захисними кришками, ускладнювали його відведення. «Наступного сезону лазери матимуть водяне охолодження, цього року ми не встигли його розробити», — пояснює комерційна директорка Сropr Естер Бастіанс.

Ще один напрям роботи — підвищення швидкості. Виробник домовився з першими клієнтами, що Weedr має забезпечувати щонайменше 14 лазерних пострілів за секунду. На окремих полях робот уже досягає 28 пострілів за секунду, однак стабільно вийти на цей показник компанія планує наступного року. Для цього Сropr хоче змінити тривалість лазерного імпульсу залежно від розміру бур’яну: великі рослини опромінювати довше, а дрібні — швидше. Такий підхід має підвищити ефективність системи й розширити діапазон розмірів бур’янів, з якими вона може працювати.

Паралельно виробник вдосконалює алгоритми штучного інтелекту. Система має розпізнавати як бур’яни, так і культурні рослини, а в майбутньому — визначати розмір бур’яну та відповідно підбирати тривалість лазерного імпульсу.

Наразі Сropr розробляє алгоритми для цибулі, моркви та лілій. Виробник планує підготувати їх до наступного сезону, хоча частину нових рішень може тестувати вже цього року на машинах, які працюють у перших господарствах.

Конкуренти й альтернативи

Початкова ціна Weedr становить €180 000. Це на рівні його прямих аналогів — Trabotyx TOR (€199 000) та Earth Rover Claw (близько €200 000), і суттєво менше, ніж коштує навісна система Carbon Robotics G2 — близько €590 000.

До вартості машини додається щорічна ліцензія €10 000. Вона включає доступ до всіх культур, для яких розроблені алгоритми, оновлення програмного забезпечення, GPS-підписку, технічне обслуговування кожні 500 годин та дистанційний сервіс. Якщо робот працює понад 500 годин на рік, кожна додаткова година коштує ще €20.

За розрахунками Сropr, за умови обробки 500 га на рік експлуатаційні витрати Weedr становлять €100/га. Виробник вважає, що це дешевше за традиційний польовий обприскувач, тому Сropr позиціонує Weedr не лише як альтернативу іншим лазерним прополювачам, а й як потенційну заміну хімічному захисту від бур’янів.

Водночас реальна ефективність робота добре проявляється там, де ручне прополювання є особливо дорогим або трудомістким.

Weedr працює на одному з органічних полів господарства De Vries Witlof, яке вирощує цикорій. Робот виходить у поле на 5–6 тижнів — від появи сходів до змикання листкової розетки. Після цього він уже не може працювати між рослинами, тож поки не замінює ручну працю повністю. Однак після робота працівники пізніше заходять на поле, а загальний тиск бур’янів зменшується.

Перший сезон не обійшовся без проблем. Наприклад, якщо поруч із цикорієм росте високий бур’ян, датчики безпеки зупиняють робота, щоб лазер не пошкодив рослину, яку система може сприйняти як культурну. У такому разі вимикаються і лазерні блоки. Наразі система також не дозволяє використовувати лазери, коли оператор вручну керує роботом. Cropr планує усунути це обмеження до наступного сезону. Робот має й певні труднощі з точним утриманням траєкторії в рядку. Виробник також планує вдосконалити цю функцію.

Однак ці недоліки не змінили позитивної оцінки технології з боку De Vries Witlof. Господарство вже планує придбати другого Weedr наступного року.

На старті

Weedr не першим виходить на ринок. За останні роки з'явилося кілька комерційних виробників лазерних прополювачів із різними підходами до конструкції та позиціонування. Одні створюють автономні роботи, інші — причіпні або навісні системи, які працюють із трактором. Серед них — Carbon Robotics, Trabotyx, Earth Rover, Naiture та Сropr.

При цьому за масштабом продажу лідерство поки належить Carbon Robotics. Її LaserWeeder, представлений у 2022 році, сьогодні експлуатують понад 100 виробників у Північній Америці, Європі та Австралії. Новіші компанії поки працюють із набагато меншими серіями. Це показує, що технологія вже вийшла на комерційний ринок, але ще далека від масового поширення. Навіть у найбільш зрілих систем кількість проданих машин вимірюється сотнями, а не тисячами.

Одночасно зростає і технологічна продуктивність. Naiture заявляє для своєї системи BEAM робочу швидкість до 1 км/год і продуктивність до 0,8 га/год, а Carbon Robotics для найбільшої версії LaserWeeder G2 — до 600 000 знищених бур'янів за годину. Для порівняння, Weedr поки працює зі швидкістю до 28 лазерних пострілів за секунду й обробляє чотири гряди цикорію. Тобто виробники розвивають технологію одразу за двома напрямами: підвищують швидкість і продуктивність машин та зменшують їхню вартість.

Ціна також показує, що ринок починає розшаровуватися. Weedr за €180 000 і Trabotyx TOR за €199 000 коштують приблизно втричі дешевше за Carbon Robotics G2. Водночас навіть нижня межа цього діапазону залишається високою для більшості господарств.

Сьогодні лазерні прополювачі не можна назвати ані експериментальною технологією, ані масовою заміною обприскувачів. Це вже комерційний сегмент із кількома виробниками, реальними продажами та господарствами, які готові купувати рій роботизованих машини. Але поки що він розвивається навколо культур, де ручна праця особливо дорога, а дефіцит працівників робить автоматизацію економічно виправданою.