Тестування польових роботів у Нідерландах

Проєкт Голландської національної польової лабораторії точного землеробства (NPPL) допомагає фермерам і виробникам із застосуванням нових технологій, таких як точне землеробство та роботизовані машини. Наприкінці 2024 року NPPL опублікувала заклик до фермерів подавати заявки на участь в ініціативі «Робот шукає фермера». Відгук надійшов від 131 фермера з різних провінцій.

Ініціатива спрямована на те, щоб прискорити впровадження робототехніки у відкритому ґрунті в Нідерландах. Ключові запитання: яке місце робототехніки на фермі сьогодні й що зміниться через 10 років?

Польові роботи можуть розв’язати п’ять основних проблем, з якими стикаються фермери: ущільнення ґрунту, нестача робочої сили, поступова відмова від хімічного захисту рослин, скорочення викидів та оптимізація врожайності. NPPL хоче оцінити, як наявних на ринку польових роботів можна інтегрувати в практику нідерландського землеробства.

Типи учасників

У проєкті NPPL є три категорії учасників:

• фермери, які отримали польового робота на тривалий період (деякі — на весь сезон 2025 року) та будуть проводити інтенсивні тести під керівництвом спеціалістів Вагенінгенського університету (WUR);
• так звані демофермери, які братимуть участь у короткострокових випробуваннях роботів чи інших технологій точного землеробства;
• пасивні учасники — фермери, запрошені спостерігати за роботою автономних машин в інших господарствах, зокрема у складі навчальних груп.

Метч фермерів із роботами

Робот AgXeed працюватиме весь рік на фермі нідерландця Марійна Вермує у Веркендамі під керівництвом Коена ван Бохімена з WUR. Дослідження будуть зосереджені на продуктивності робота в полі, робочому навантаженні, ущільненні ґрунту у порівнянні зі звичайними тракторами, економії праці та економічній доцільності.

Учасник NPPL Стеф Руйтер тестуватиме систему iQuus протягом року. Цей комплект модернізації дозволяє тракторам працювати автономно під наглядом експертів WUR. Крім того, 15 демофермерів тестуватимуть iQuus протягом кількох тижнів. Також великий попит мають машини Ekobot (робот-прополювач), Agrointelli Robotti (багатоцільовий автономний польовий робот) та Andela Electro Weeder (електричний прополювач). Під час зустрічі фермери запитували про можливість тестування робота-прополювача для моркви Trabotyx, який зараз оцінює NPPL.

Крім того, у 2025 році NPPL буде активно стежити за робототехнічними інноваціями в садівництві й тепличному господарстві, зокрема за роботами для збирання томатів і спаржі. Застосування посіву за допомогою дронів також досліджується, заплановані випробування для висіву покривних культур по кукурудзі, зеленого добрива для озимої пшениці та мульчі для тюльпанів.

Роботизовані машини

• роботизований трактор AgXeed;
• система для автономного трактора iQuus;
• робот-прополювач Ekobot;
• електричний прополювач Andela;
• Agrointelli Robotti;
• Auto Agri (Данія);
• Nature Robot (Німеччина).

Напрямки досліджень

• диференційне (точкове) обприскування та внесення добрив;
• управління пасовищами, використання азотного підживлення, створення карт завдань і диференційне внесення добрив;
• висівання дроном;
• зменшення кількості хімічних препаратів для дефоліації (знищення бадилля, ураження електричним струмом, підрізання коренів, обприскування);
• точний висів: потенційна демонстрація високошвидкісних сівалок точного висіву з камерами та активним контролем тиску;
• смуговий висів (для високоцінних культур з точним садінням);
• зелена енергетика (електрифікація, водень, сонячна енергія);
• мінімальний обробіток ґрунту та механічна боротьба з бур’янами;
• відповідальне управління даними по всьому ланцюжку постачання;
• застосування в теплицях і садівництві;
• аналіз витрат і вигод.

Що перевіряють?

Кожен робот і дослідницьке поле мають власний набір дослідницьких питань. Для AgBot основна увага приділяється потужності, використанню обладнання, точності, обміну даними, інтерфейсу користувача, безпеці, споживанню енергії та ефективності, а також впливу на ущільнення ґрунту та біорізноманіття. Дослідницьке питання: чого можна досягти з цим автономним роботом і чого очікують від нього фермери? Можливе застосування охоплює культивацію ґрунту, формування гребенів, садіння / висів.

Система для модернізації звичайних тракторів до автономних iQuus вже брала участь у тогорічних випробуваннях. Цього року в її налаштуваннях також передбачений режим заднього ходу, що з’явився завдяки відгукам під час попереднього демонстраційного туру NPPL. Дослідження зосередять на економічному обґрунтуванні безпілотних операцій. Як працює ця автономна модернізація стандартних тракторів у поєднанні з розумними автономними знаряддями, які також допомагають керувати трактором? Наскільки ефективно автономні трактори та інтелектуальне обладнання можуть співпрацювати для підвищення надійності, точності та ефективності? Чи надає робот достатню кількість даних для автономного ухвалення рішень і наскільки зручним для користувача є зчеплення між агрегатом і автономним трактором? Наскільки безпечна система? Для агрегатування з трактором будуть використовувати обладнання для обробітку ґрунту та косіння від таких брендів, як Lemken, Amazone та Krone.

Ekobot та інші прополювачі

Ekobot WEAI — це робот для точного видалення бур’янів на базі штучного інтелекту, розроблений для просапних культур, таких як цибуля, цукрові буряки та морква. Дослідницькі питання NPPL для Ekobot охоплюють: як він може зменшити ручну працю, замінити гербіциди та збирати дані про поля й посіви? Оцінки будуть зосереджені на кількості та якості виконаних робіт, економії робочої сили, простоті використання та його внеску в зменшення використання пестицидів. Ключове питання також полягає в порівнянні Ekobot з іншими роботами для прополювання.

Andela Electro Weeder — це не робот, а електрична система боротьби з бур’янами, встановлена на тракторі. Це знаряддя знищує бур’яни в смугах між рядами культур. Дослідження оцінять її ефективність і те, як цю технологію можна інтегрувати в більш широку стратегію боротьби з бур’янами. Також перевірятимуть безпеку та енергоспоживання. Машина підходить для просапних культур, зокрема і для картоплі. Електропрополювач є навісним знаряддям, яке потребує мінімальної потужності трактора 65 к. с. і максимальної 240 к. с., залежно від робочої ширини, структури ґрунту, рівня вологості та біомаси культури.

Носії знарядь Agrointelli Robotti та AutoAgri

Agrointelli Robotti LR — це автономний носій знарядь, здатний самостійно виконувати різноманітні сільськогосподарські завдання. Завдяки легкій конструкції та автономній навігації цей робот чудово підходить для моніторингу посівів за допомогою камери, а також для підготовки посівного ложа, розпушування, внесення добрив і захисту рослин. Robotti виконує ці завдання, даючи змогу приєднувати стандартні знаряддя за допомогою триточкової зчіпки.

AutoAgri — ще один автономний носій навісного обладнання, оснащений триточковою зчіпкою CAT 2, ВВП і гідравлічною системою, що робить його сумісним як із традиційним тракторним обладнанням, так і з новою технікою, розробленою для використання автономних можливостей. Його гібридна трансмісія, що підключається до мережі електроживлення, дає змогу вести сільське господарство з нульовим рівнем викидів.

Оцінки AutoAgri будуть зосереджені на зручності та безпеці, споживанні енергії та зменшенні використання хімічних речовин для захисту рослин. Наскільки надійно та ефективно робот працює на різних культурах і за різних ґрунтових умов? Чи є його обмежений кліренс недоліком? AutoAgri пройде випробування на експериментальній фермі De Marke.

Nature Robot

Nature Robot модель Lero.03 — носій знарядь для фіксованих технологічних колій. Дослідники оцінять його ефективність як робота-носія знарядь для точного обробітку та боротьби з бур’янами для покращення біорізноманіття та здоров’я ґрунту.

AgBot T2 — працює без вихідних і лікарняних

Робот AgXeed працюватиме весь рік на фермі нідерландця Марійна Вермує у Веркендамі під керівництвом Коена ван Бохімена з WUR.

Марійн Вермує обробляє 160 га. Його основною метою є максимізація врожаю, але він також прагне знизити витрати та зменшити вплив на довкілля за допомогою точних технологій. Марійн почав працювати на фермі свого батька у 2015 році. До 2020 року він уже використовував карти завдань, щоб регулювати відстань між посадками картоплі залежно від щільності ґрунту. Також фермер запровадив диференційне внесення гербіциду для цибулі залежно від типу ґрунту, орієнтуючись на сканування ґрунту та карти завдань.

Господарство має дві локації:

• 90 га, де вирощують картоплю, червону цибулю, цукрові буряки, озиму пшеницю, кущову квасолю;

• 70 га з посівами картоплі, буряків, пшениці, кукурудзи на силос.

Коен ван Бохімен з WUR розповідає: «Використовуючи AgBot 5.115 T2 у господарстві Vermuë Landbouw протягом року, ми хочемо чітко зрозуміти, що потрібно для того, щоб робот працював, які операції він може, а які не може виконувати, які зміни для його застосування можуть знадобитися в машинах, системах вирощування та плануванні, й, звичайно, якою є фінансова картина. Я вважаю, що на практиці є величезні можливості для автономності та роботів. Ми хочемо зрозуміти, із чим фермери зіштовхнуться, працюючи з багатоцільовим роботом, щоб вони могли краще визначити, чи підходить це їм і їхньому бізнесу».

У господарстві Марійна Вермує фахівець WUR працюватиме з польовим роботом протягом усього сезону, починаючи з мульчування покривних культур і підготовки ґрунту до висіву й закінчуючи обробітком ґрунту після збирання врожаю. Марійн Вермує також планує використовувати робота для висіву покривних культур.

Багатоцільовий AgBot T2 — це електричний гусеничний трактор із широкою гусеницею від виробника AgXeed. Генератор працює від дизельного двигуна Deutz. Знаряддя, які вже має в арсеналі Марійн Вермує, можна прикріпити до робота-трактора за допомогою триточкового зчіпного пристрою. AgBot T2 має вагу 6 т за потужності 156 к. с. Перевагою є те, що AgBot є легшим і працює на гусеницях завширшки 76 см, що зменшує ризик ущільнення ґрунту, особливо під час весняних робіт.

Марійн Вермує також розглядає можливість надання власного AgBot (у разі купівлі) в оренду іншим фермерам. В основному це будуть прості роботи: підготовка, розпушування ґрунту, культивація, підготовка грядок тощо.

Також фермера цікавить, як ефективно робот зможе працювати з бороною Kvik-up. Ця борона призначена для видалення коренів із ґрунту, зокрема коренепаросткових бур’янів. Вона працює, використовуючи силу тяжіння для сортування ґрунту і рослинного матеріалу, який ротор борони підкидає в повітря. Великі зубці з так званими гусячими лапами розпушують ґрунт на глибину від 10 до 15 см і вивільняють із нього рослинний матеріал. Питання в тому, чи розпізнають датчики робота грудки землі та бур’яни в повітрі як перешкоди чи ні? І як можна налаштувати роботу машини без шкоди для безпеки?

Отже, у нідерландських фермерів попереду цікавий сезон і багато відкриттів. Побачимо, чи справдяться їхні очікування від використання інноваційних машин за підсумками року.