U dvobroju 13/14 od 20. srpnja pisali smo o robotizaciji u poljoprivredi i uvođenju digitalne poljoprivrede koja omogućuje pravodobno obavljanje poljoprivrednih radova, visoku produktivnost, smanjen broj operacija te nisku cijenu rada.
Sjetva je jedan od glavnih procesa poljoprivrednih aktivnosti koja zahtijeva znatnu količinu ljudskih napora i također oduzima puno vremena. Robot za sjetvu uređaj je koji pomaže u sjetvi sjemena u željeni položaj, a s time pomaže poljoprivrednicima u uštedi vremena i novca.
Kako radi robot za sjetvu ?
Princip rada robota temelji se na kretanju i prikupljanju informacija koristeći senzore. Kretanje robota upravljano je korištenjem daljinskog upravljača. Robot je sastavljen od istosmjernih motora za kretanje i radio frekvencijskog prijemnika kako bi primio podatke. Kako bi se nesmetano kretao, robotu je potrebno više senzora i kontrola koji omogućuju kretanje u nepoznatom okruženju.
Roboti uglavnom imaju pet glavnih dijelova: senzori, kontrolor/računalo, pogon/aktuator (pretvornik), robotska ruka i krajnji djelovatelji. Često ugrađivani senzori kod robota su: mikrofon, ultrazvučni senzor, akustički vektorski senzor, kamera, infracrveni senzor te senzor za detekciju određenih kemikalija.
Roboti se mogu oblikovati i programirati tako da sa prikupljenom informacijom nadilaze pet ljudskih osjetila. Kontrolor odnosno često upotrebljavan naziv računalo funkcionira kao “mozak” robota. Pogon/aktuator (pretvornik) je “motor” robota. Aktuator se definira kao mehanički uređaj koji proizvodi gibanje. Postoje različiti tipovi aktuatora od kojih najčešće korišteni su: hidraulički motor, pneumatski motor, stepper, DC motor i servo motor. Kod Agrobota korišteni su istosmjerni motori sa H-most elektroničkim sklopom koji omogućuje promjenu polariteta napona.
Ugradnjom H-mosta postiže se pokretanje istosmjernog elektromotora naprijed i nazad. Ruka je dio robota koji postavlja krajnje efektore (krajnji djelovatelji) i senzore za obavljanje unaprijed programiranih poslova. Obično je ruka robota poput ljudske ruke s ramenom, laktom, zglobom i prstima. Krajnji efektori su posljednja veza (ili kraj) robota. Na ovoj krajnjoj točki alati su pričvršćeni. U širem smislu, krajnji efektori mogu se promatrati kao dio robota koji djeluje na radno okruženje. U poljoprivrednoj praksi najčešće korišteni efektori su: hvataljka i vakuumska pumpa.
Sve je češća primjena robota pri kontroli štetnika u poljoprivredi gdje je nužno obaviti zaštitu bilja uz odgovarajuće sigurnosne mjere za rukovatelja. Kako bi se osigurao usjev i zdravlje poljoprivrednika, napravljen je robot pod nazivom Agrobot. Agrobot je daljinski upravljan robot za apliciranje zaštitnog sredstva u zaštićenim prostorima i na otvorenom.
FarmBot zahtijeva savršeno ravnu površinu
Roboti za sjetvu su uređaji koji pomažu u sjetvi sjemena u željeni položaj, a time pomažu poljoprivrednicima u uštedi vremena i novca. FarmBot je jedan od poznatijih robota u poljoprivredi koji se sastoji od stroja, softvera i dokumentacije, uključujući i spremište podataka. Projekt otvorenog koda koji omogućuje modificiranje hardvera, softvera, dokumentacije i dopune korisnika. FarmBot može posijati više od 30 različitih kultura, uključujući krumpir, grašak, artičoke, blitvu na površini od 2,9 x 1,4 m s maksimalnom visinom biljke od 0,50 m. Međutim, Farmbot ima glavno ograničenje za svoju skalabilnost, jer je njegovo poljoprivredno područje fiksno. Farmbot zahtijeva savršeno ravnu površinu za postavljanje vodiča za poljoprivredu. Robot koristi tri različita alata za pričvršćivanje: za sjetvu, zalijevanje i uklanjanje korova.
Krajnji efektor mora se pomaknuti do odjeljka za glavu alata za zamjenu alata. Robot ima rotirajuću glavu alata koja može zamijeniti alate na mjestu, što smanjuje potrošnju energije robota kod povećanje operativne brzine. Sastoji od 3-osi CNC mehanizma i pokretne platforme s kotačima. Robot ima dimenzije 92 cm (širina) x 106 cm (dužina). CNC mehanizam omogućuje robotu da obavlja poljoprivredne radnje unutar svojih dimenzija i to se područje naziva “Ćelija”. Farmbot provodi sve aktivnosti od sjetve, zalijevanja, zakazivanja i nadzora (uključujući praćenje stanja vlage u biljkama) nalazeći se na stazi koja je bila dostupna na zemljištu koristeći prave glave alata u skladu sa svojim funkcijama koje su pohranjene u odjeljku za alate. Farmbot se kontrolira pomoću elektroničkih komponenata kao što su Arduino/Raspberry Pi 3. Cjelokupna arhitektura sustava sastoji se od hardvera i softvera koji se koristi. Razni sustavi (mehanički, električni, upravljački i alati) mogu se kontrolirati uz pomoć softverskog sustava.
Mars roboti rade u rojevima
MARS koristi male robote / Mars robot koji rade u „rojevima“, a rješenje zasnovano na oblaku za planiranje, praćenje i precizno dokumentiranje precizne sadnje kukuruza. Satelitska navigacija i upravljanje podacima u oblaku omogućuje neprekidno obavljanje operacija uz stalni pristup svim podacima. Položaj i vrijeme sadnje svakog sjemena točno se bilježi. Znajući točno gdje je sjeme posađeno, otvara se novi potencijal za ostatak postupka, budući da se naknadni postupci tijekom biljnog ciklusa, poput zaštite ili gnojidbe biljaka, mogu izvoditi precizno prema pojedinoj biljci. Planiranje potrebnog polja, sjemena, uzoraka i gustoće sjemena obavlja se putem aplikacije MARS.
Inteligentni algoritam OptiVisor planira postavljanje robota na temelju unesenih parametara i izračunava optimalne putove za uključene jedinice i vrijeme potrebno za dovršetak posla. MARS sustav sastoji se od nekih 6-12 jedinica i može pokriti oko 1 ha/h. Svaki je robot u stalnoj komunikaciji s kontrolerom. Među spremnik podataka i suvišna komunikacija pomažu u pokrivanju prekida u mrežnoj pokrivenosti. Ako robot zakaže, putanje svih jedinica automatski se ponovno optimiziraju, a preostali roboti preuzimaju zadatak. Na polju se može zasaditi i mješoviti usjev jer se svaki robot može napuniti različitim sjemenom.
Roboti proizvode manje CO2
Roboti trebaju oko 70 % manje energije za obavljanje istog posla, te u skladu s tim proizvode manje CO2 prilikom obavljanja istog posla. Roboti se lako mehanički sastavljaju, ne koriste složene senzore, pa su stoga vrlo robusni. Njihova mala veličina i mala masa olakšavaju održavanje. Osim poljoprivrednog robota na parceli, osmišljen je i robot koji obavlja rad u zatvorenom prostoru, odnosno stakleniku. Zamišljen je heterogeni sustav u kojem sudjeluju mobilna vozila za dovoz biljke, roboti koji ih obrađuju i letjelice koje snimaju čitavo vrijeme. Da bi to bilo uspješno odrađeno, potreban je brzi i stalan protok podataka, a u tom smislu 5G tehnologija je prava platforma gdje će roboti napokon moći cijelo vrijeme međusobno komunicirati.
Poljoprivredni robot može izvesti gotovo sve procese prije berbe, uključujući sjetvu, mehaničku kontrolu korova i navodnjavanje. Potrebna je električna energija, internetska veza i opskrba vodom što se može osigurati pomoću mrežnih rješenja, uključujući spremnik za vodu za sakupljanje kišnice i solarnu ploču te bateriju za opskrbu električnom energijom. Poljoprivredni robot može prikupiti podatke uzimajući u obzir čimbenike kao što su starost biljke i lokalni vremenski uvjeti s lokalnih senzora i vanjskih podataka s interneta.
Kako bi se osigurao kvalitetan i učinkovit rad poljoprivrednog robota, potrebno je poznavati čimbenike biološke reprodukcije koji su prethodno objašnjeni. Letjelica, odnosno dron, služi robotu kao navigacijski sustav. Potrebno je snimiti parcelu kako bi se robotu zadale početne koordinate. Daljnje upravljanje je moguće provesti u komunikaciji s operaterom, tako da čovjek dobiva informacije o položaju robota i zadaje mu zadatke.
U početku operater postavlja robota na početni položaj polja. Stvara svoj radni prostor postavljajući optimalan razmak između granica polja i traka u kojima se obavlja sjetva. Drugi mogući način je unaprijed poznavati sve informacije o parceli, tehniku sjetve i sadnje i sve moguće čimbenike koji utječu na reprodukciju. Druga opcija je bolja jer nije potrebna ljudska nadležnost, već je moguće autonomno obavljanje zadatka u stvarnom vremenu. Poljoprivredni robot obavlja različite zadatke automatskim pričvršćivanjem različitih alata na univerzalni nosač alata, uključujući injektor za sjeme, mlaznicu za zalijevanje i alat za zatrpavanje korova.
Stroj je u stanju uništiti zakorovljenu zasađenu površinu pomoću sredstva za suzbijanje korova i pomoću kamere za prepoznavanje korova uspoređujući sve biljke na tom mjestu s mjestima zasađenog sjemena. Sustav kopanja rupa pokreće arduino mega i zupčanik koji pogoni motor.
Nakon što je napravljena rupa, pokreće se sustav isporuke sjemena. U ovom mehanizmu za isporuku sjemena ulogu imaju dvije ploče. Na gornju ploču spojen je motor koji se napaja preko baterije. Donja ploča je nepokretna. Dvije ploče sastoje se od po jedne rupe. Kada se rupa gornje ploče poklopi s rupom gornje ploče, sjeme izlazi kroz rupu. Sustav za isporuku sjemena povezan je s dnom spremnika. Spremnik ima teretnu ćeliju koja osigurava da spremnik nije prazan.
(nastavlja se)
