Лучшие роботы с Всемирной агропромышленной выставки – 2023

Очередная Всемирная сельскохозяйственная выставка (World Ag Expo, WAE) состоялась в начале февраля 2023 года в Туларе, штат Калифорния. Редактор издания The Robot Report Майк Ойцман перечислил самые интересные новинки робототехники с международного сельскохозяйственного форума.

Сборщик плодов Tevel Alphabot

Компания Tevel Aerobotics представила платформу для уборки урожая Tevel Alphabot со стационарными, как бы «пристяжными», дронами. Новинку создали благодаря сотрудничеству между Tevel Aerobotics и S&S Harvesting.



Tevel Aerobotics в 2021 году получила премию RBR50 за инновационные дроны для сбора фруктов. На Всемирной сельскохозяйственной выставке 2023 года компания объявила о новом сотрудничестве, с компанией производству автоматизированного платформенного комбайна S&S Metal Fabrication, — это было необходимо для продвижения дронов Tevel вдоль по ряду фруктовых насаждений.

Новая подвижная база — это производная от платформы S&S Alpha-1 Harvester, её ширина около 2,5 м и длина 7,6 м. Транспортное средство оснащено мягкой конвейерной лентой в середине, чтобы аккуратно перемещать фрукты в бункеры для хранения, которые накапливают и складируют урожай в более крупные бункеры. Затем эти контейнеры выгружаются за автономным транспортным средством по мере его продвижения по ряду в саду.

В прошлом году многие наблюдавшие за прежней версией роботизированного сборщика урожая отмечали, что дроны сбрасывали собранные фрукты со слишком большой высоты и что это, скорее всего, повредило бы яблоки. Компания Tevel решила проблему, добавив в зону сброса брезент, который улавливает сорванные дроном фрукты на полпути, а затем пропускает плоды с короткого расстояния на конвейер.

Управление трактором Tele-Farmer

Компаний Agtonomy представила своё новое решение — трактор. И это был самый заметный анонс нового продукта для роботизированного сельского хозяйства на WAE–2023. Agtonomy — стартап со штаб-квартирой в Южном Сан-Франциско.



Решения Tele-Farmer вообще позиционируются как программное обеспечение (ПО) для управления фермой. Но компания в этот раз продемонстрировала парк того, что они называют эталонными тракторами, автоматизированными за счёт программного решения Tele-Farmer.

Решение в первую очередь предназначено для обработки ценных культур и таких процессов в саду, как скашивание, опрыскивание и прополка.

Trunk Vision («Видение стволов») — это модель компьютерного зрения на основе ИИ, предназначенная для распознавания деревьев и точной навигации по фруктовым садам.

Функция автономной замены батареи позволяет роботизированной машине установить разряженный аккумулятор в зарядное устройство, а затем забрать полностью заряженный аккумулятор с ближайшей зарядной станции.

Пропалыватель Nexus Robotics

Суть разработки Nexus Robotics — это три манипулятора для прополки под самодвижущимся транспортом.



Компания Nexus Robotics использует роботизированные манипуляторы для выборочного удаления растений из земли, оставляя культурные насаждения нетронутыми.

Канадская Nexus Robotics впервые посетила выставку. У дебютантов экспозиции есть полностью автономная, беспилотная платформа с электроприводом, которая оснащена тремя роботами типа дельта, расположенными под шасси машины, для уборки сорняков с грядок.

Поясним, что дельта-робот — это манипулятор, придуманный Рэймондом Клавэлем в конце прошлого столетия. Его выходное звено имеет три поступательные степени свободы.

Каждый манипулятор Nexus Robotics оснащён одним захватом, предназначенным для быстрого извлечения сорняков из почвы. Система использует изображения с цветной камеры, а также ИИ, чтобы отличить полезные растения от сорняков, а затем переместить захват робота к сорняку, в то время как автономная платформа продолжает двигаться вдоль ряда.

Nexus Robotics ориентируется на рынок салата-латука в качестве помощника для прополки и прореживания. Решение поставляется в рамках бизнес-модели «робот как услуга», то есть в аренду.

Компания планирует выпустить свои первые машины в поле этой весной для прополки и обработки почвы в течение всего плодородного периода.

Пропалыватель Farmwise Vulcan

Компания Farmwise показала на выставке новое интеллектуальное оборудование Vulcan. Предшествующее сельхозорудие от Farmwise называлось Titan. Vulcan полностью переработан относительно своего предшественника и использует всё, чему научилась Farmwise за несколько лет эксплуатации Titan. Прежнее автономное решения для прополки поставлялось клиентам в долину Салинас в Калифорнии.



Farmwise Vulcan — это новое интеллектуальное орудие с шарнирным механизмом прополки, которое можно прицепить к любому трактору.

Первое преимущество нового агрегата Vulcan заключается в трёхрядном исполнении, что сразу делает его втрое быстрее и эффективнее, чем Titan. Во-вторых, Vulcan можно пустить за любым трактором, в том числе автономным.

Для отделения «зёрен от плевел», то есть культурных растений от сорняков, устройство использует машинное зрение с моделями ИИ, отлаженными для Titan.

Наконец, Vulcan применяет гидравлику для приведения в действие ножей для прополки, в то время как Titan использовал в этих же целях пневматику. Новшество обеспечивает большую скорость, точность и силу лезвия.

Vulcan прост в управлении, поскольку пользователям нужно только выбрать тип урожая и расстояние между рядами, а затем провести борозды. Вулкан сделает всё остальное. Причём специалисты Farmwise удалённо контролируют работу и могут быстро разобраться с любыми ошибками, которые вероятны во время операций.

Менеджер автопарка Wingspan.ai

Достижения компании Monarch Tractor представлены в виде экранной копии, поскольку речь в данном случае идёт о программном обеспечении (ПО). На мониторе — траектории движения трактора в поле.



Новое ПО Wingspan.ai — это одновременно менеджер автопарка и приложение для управления данными трактора. Компания Monarch Tractor публично проявила себя в 2020 году. Затем, в 2022-м, на World Ag Expo компания была представлена только на стендах партнёров. Однако в этом году у Monarch Tractor были свой стенд и демонстрационная зона, которые оказались обширнее, чем, например, у производителя сельхозтехники John Deere или любого другого связанного с тракторами «ветерана» выставки.

За последние два года компания собрала более 80 миллионов долларов инвестиций и начала отгрузку своих первых производственных единиц в ноябре 2022 года. Компания также подписала соглашение с производителем электроники Foxconn о начале производства трактора на собственном заводе в Лордстауне, штат Огайо.

Итак, программный пакет для управления автопарком Wingspan.ai включает в себя новый пользовательский интерфейс и набор функций, которые упрощают запуск, управление и техобслуживание тракторов на ферме. В компании ожидают, что клиенты будут использовать более одного трактора, поэтому функции управления автопарком будут ключевыми для контроля за повседневной эксплуатацией сельхозтехники.

Продукт Monarch — это платформа данных с открытым исходным кодом, и компания планирует сделать доступной всю информацию о работе трактора под управлением своего ПО.

Пропалыватель Carbon Robotics

Carbon Robotics разработала метод автономный прополки лазерами для мгновенного уничтожения сорняков без каких-либо химикатов. Во многих отношениях это идеальное решение для борьбы лишними ростками, не нарушающее почву и не вносящее веществ, которые могут повлиять на людей и животных, в том числе насекомых-опылителей.



В этом году от Carbon Robotics не прозвучало громких заявлений — компания лишь включила в своё решение для прополки новые сельхозкультуры. Это означает, что у них есть новые модели визуальной идентификации для новых культур, которые расширяют возможности продукта. Теперь компания полностью сосредоточена на умной версии своей лазерной прополки.

И Carbon Robotics, и Farmwise пришли к одному и тому же выводу: однорядные решения для автономной обработки почвы на платформе не так выгодны, как многорядная версия решения с интеллектуальным оборудованием.

Компания также представила электрогенератор на тракторе для интеллектуального агрегата, который обеспечивает питание с помощью вала отбора мощности.

Приспособления Farm-NG

Farm-NG — это продукт стартапа Ag-robotics, который представил свои решения на этой выставке. Продукт представляет собой платформу, похожую на промышленный монтажный набор с открытым исходным кодом для применения автономных сельхозмашин.



Линейка продуктов Farm-NG включает в себя двигатели, линейные приводы, датчики, камеры и центральный блок управления, все из которых подключаются и работают по стандарту промышленной сести Controller Area Network (CAN). Предложения также включают в себя специальное оборудование для сельского хозяйства: диски, борозды, ножи, зубья, высевающий узел, встроенный разбрасыватель компоста и множество других компонентов.

Особенность системы заключается в её модульности и открытости. То есть фермеры получат набор инструментов для любого малого и среднего фермерского хозяйства. Программное обеспечение, входящее в комплект встроенного контроллера, разработано таким образом, чтобы его можно было полностью настраивать через интерфейс сенсорного экрана, управляя различными двигателями и навесным оборудованием.

Система также полностью открыта в том смысле, что программист может расширить возможности и написать алгоритмы управления компьютерным зрением или датчиками. Система также обеспечивает безопасный удалённый мониторинг и дистанционное телеуправление буровой установкой через Wi-Fi или сотовую сеть.

Система управления Bluewhite

Bluewhite Robotics — израильский стартап, который может автоматизировать любой существующий трактор с добавлением пакета датчиков и управляющих приводов. Бизнес-модель Bluewhite заключается в том, чтобы работать с существующим парком тракторов и добавлять элементы управления, которые превращают машины в полностью автономные транспортные средства, сохраняя при этом возможности ручного управления.



Компания уже переоборудовала ряд моделей тракторов от ведущих производителей. Стартап разрабатывает специальные приводы для рулевого управления, дроссельной заслонки, тормозов, трансмиссии и так далее, которыми можно дооснастить транспортные средства. По мере того, как компания разрабатывает эти приводы для новой модели, она создаёт портфель элементов управления, которые смогут использовать последующие клиенты.

У компании есть программный пакет, который позволяет осуществлять удалённый мониторинг и телеуправление решением. ПО полагается на GPS, сеть кинематики реального времени (RTK) или средства связи для успешной работы. Интеллектуальные орудия также поддаются управлению, обеспечивая автономные операции от посева до сбора урожая.

Bluewhite использует модель «робот как услуга» (RaaS), которая позволяет фермерам управлять оборудованием на месте. При этом Bluewhite постоянно контролирует работу, исключая ошибки.

Трактор Amos Power

Компания Amos Power построила полностью автономный электрический гусеничный трактор. Платформа оснащена тремя отдельными электродвигателями, по одному для каждой трансмиссии, и отдельным валом отбора мощности (ВОМ) с электрическим приводом. Это позволяет ВОМ работать с настройками скорости и мощности, отличными от настроек трансмиссии трактора.



Трактор Amos Power не предусматривает водительского сиденья или какой-либо возможности для фермера проехаться на нём. Это отличается от многих других конкурентов и выводит Amos Power на рынке в сегмент беспилотных автономных устройств.

Трактор весит 2,5 т и имеет тяговую мощность 75–85 л.с. Мощность ВОМ — 34–40 л.с. Компания Amos Power уже принимает предзаказы на свою новинку.

Дрон SC-1

Дрон SC-1 от компании Guardian — это беспилотник с 1,5-метровыми пропеллерами и грузоподъёмностью 76 литров. Машина предназначена для автономного распыления с воздуха под управлением одного оператора, который контролирует полёты и заправочную станцию. SC-1 обычно летает в течение 3–4 минут, прежде чем опорожнить свой бортовой бак и вернуться на станцию заправки и перезарядки. Быстрая пятиминутная заправка и перезарядка возвращает беспилотник в воздух для почти что непрерывной работы, пока все задачи не будут выполнены.



Операторы должны будут получить все соответствующие сертификаты на управление дроном и обращения с химикатами, прежде чем эксплуатировать беспилотник.

Улей-пасечник Beewise

Компания Beewise внедряет инновации в пчеловодческую индустрию с помощью полностью автономного улья, который предоставляет данные о здоровье и активности пчёл.



Пчелиный дом от Beewise оказался одной из самых уникальных автономных инноваций на выставке. Это вместилище для 24 различных ульев с климат-контролем, работающее на солнечных батареях с дистанционным мониторингом. Размеры пчелиного дома — 2,5 м х 2 м х 2 м, а вес — менее тонны без учёта жужжащих жителей и их сладкого продукта.

В дополнение к мониторингу пчелиных ульев и оповещению владельца о состоянии пчёл устройство также оснащено внутренним роботом, который автономно собирает мёд. Робот извлекает отдельные соты из улья, аккуратно снимая пчёл с рамки. Робот вставляет рамку в экстрактор, который вращает её с высокой скоростью для извлечения меда. Затем рамки возвращаются в улей.

Операторы ульев также получат оповещения в режиме реального времени, чтобы отслеживать перемещения пчёл и другие важные условия.

Виноградарь Gopher IQ

Компания Vinergy Inc разработала механизм для перемещения ящиков с виноградом на станцию упаковки в поле, чтобы комбайнам не нужно было покидать ряд. Опытные машиностроители представили автономный движитель лотков Gopher IQ, что можно перевести как «Умный суслик». Устройство помогает сбору столового винограда, доставляя заполненные ящики из рядов в поле на центральную станцию упаковки нежных кистей столового винограда.



Система работает по бизнес-модели RaaS. Решение Gopher IQ представляет собой мобильную упаковочную станцию, которую можно легко перемещать в любую точку поля. Он включает в себя восемь упаковочных узлов в сочетании с автоматической разгрузочной лентой, которая выстраивает ящики с продуктом в очередь.

Решение будет доступным для фермеров уже осенью 2023 года.

Компания также производит устройство Rhino для молочной фермы, которое обеспечивает контроль за коровами во время кормления.

Компания также получила недавно грант на сотрудничество с поставщиком беспилотных летательных аппаратов Tevel. Результат кооперации — предоставление наземной платформы для перемещения батарей для дронов при сборе урожая, а также конструкции для сбора фруктов. Прототип устройства имеет гораздо меньшие размеры, чем базовый блок S&S, показанный на других стендах выставки, и он оптимизирован для безопасной упаковки косточковых фруктов (персиков, абрикосов), более нежных, чем яблоки.

Зарядная станция Burro

На выставке компания Burro показала несколько автономных устройств для безопасности. Используя механизмы Burro с дополнительными камерами и датчиками для патрулирования угодий, фермеры могут чувствовать себя в большей безопасности.



Компания также выпустила новую зарядную станцию, которая позволяет фирменным машинам автономно заряжать аккумулятор без необходимости ручного подключения или замены батареи.

Опыление — ещё одна задача, решить которую попыталась Burro. Компания начала сотрудничество с Bloomx.ai, чтобы снабдить автономный транспорт функцией опыления голубики. Опыление ягодных кустов состоит в том, чтобы встряхивать ветви, и так пыльца попадает с мужских цветков на женские.

Наконец, компания осваивает услуги для рынка солнечной энергетики — это скашивание сорняков вблизи солнечной установки, а также автономное перемещение солнечных панелей для рабочих при монтаже.

Тракторы Naio Robotics

Компания Naio Technologies продемонстрировала модули для различных автономных тракторов, от крошечного робота Oz до гораздо более крупных Orio и Ted.



У Naio уже сложилась база пользователей в родной Франции, и вот компания расширяет свою деятельность в США. Naio Technologies специализируется в основном на прополке и опрыскивании овощных культур, особенно виноградников. Все виды транспорта в линейке Naio — беспилотные и автономные. А две платформы, Orio и Ted, устанавливают оборудование между колёсной базой, что упрощает требования к безопасности.

Опрыскиватель GUSS

Компания GUSS Agriculture представила новую насадку для опрыскивания почвы для базовых агрегатов своего производства.



Насадка превращает фирменный транспорт GUSS из воздушного опрыскивателя для садовых деревьев в машину для опрыскивания почвы, которая может уничтожать сорняки между садовыми деревьями. Это помогает сэкономить химикаты, избегая избыточного расхода. Устройство оснащено камерами, так что выдаёт жидкость, лишь видя сорняки.