Следует признать, что без технологии GPS речь о точном земледелии вообще не идет. С того момента, как появилась возможность определять положение техники в поле и начало свое победное шествие точное земледелие. Важной вехой стало совершенствование ПО, так, чтобы водитель мог просто завести трактор и сразу начать работать. Преемником GPS являются глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS). Это добровольное объединение на сегодня уже более 200 агентств, которые собирают данные ГЛОНАСС, GPS и остальных спутниковых навигационных систем.
Количество мобильных устройств сегодня превысило число жителей планеты. И это говорит о многом. От «простых телефонов» они эволюционировали до уровня карманных персональных компьютеров. Неважно, планшет это или просто смартфон, функционал данного класса устройств оценили уже многие и все больше производителей ориентируются на их возможности.
Дроны, для мониторинга состояния поля, оснащаются модулем, позволяющим взаимодействовать с ними с помощью смартфона. Отчет о состоянии поля или результатах обработки тоже может быть отображен на экране гаджета. Др. Марина Барнес утверждает, что работать в этой сфере нужно согласно «правила 20 минут». Если данные не могут быть просмотрены на гаджете в течение 20 минут после их появления, то, скорее всего, они не будут просмотрены вовсе. Это предъявляет определенные требования к разработчикам ПО в данной сфере.
Появление роботов в разных сферах сельского хозяйства уже не удивляет. С разным успехом, но все же роботы применяются для обрезки виноградников, обработки земли (беспилотные тракторы), работы в теплицах и прочее. Но сегодня вопрос стоит уже в принципиально новом ракурсе – нужны роботы, которые эффективно взаимодействуют друг с другом и техникой, управляемой людьми.
Например, специалисты Kinze разработали сборщик зерна, который автоматически едет за комбайном во время зерноуборочных работ.
Разработка AGCO Fendt Guide Connect-follower позволяет работать в поле сразу двум тракторам – первый управляется человеком, второй с помощью указанной системы идет рядом и выполняет те же операции. Получается что-то вроде «клона тракториста» во втором тракторе при одном водителе.
Еще один интересный проект – MARS. Группа роботов, управляемых из одного центра занимается посевом семян. Причем система распределяет для каждого зоны ответственности в зависимости от типа семян, которые в него загружены и участков, где такие семена должны быть высажены. В случае выхода из строя одного из участников «стаи роботов» его зона ответственности будет передана другим роботам. То есть воочию можно наблюдать работу по принципу «стаи роботов».
Беспилотные роботы сеялки работают тихо, могут функционировать в любое время суток, поэтому показывают высокую производительность и могут использоваться для работ даже в спальных районах городов.
Традиционный подход к поливу нерационален. Для подачи воды на обрабатываемую территорию нужна энергия. Если подавать воду не учитывая состояние почвы, то будут участки избыточного полива и наоборот, недополучившие влагу. Как и в случае использования удобрений нужен более точный подход. Technology Advancement and Adoption with Valley Irrigation будет составлять карту потребности почвы в поливе. Такой подход даст экономию при использовании воды и энергии.
По большому счету, развитие «интернета вещей» просто повторяет концепцию, уже описанную в робототехнике – различные устройства, датчики и приборы должны быть объединены в единую систему (стаю роботов) для их взаимодействия. Это должно повысить их эффективность по принципу «перехода количества в качество». Как пример, можно вспомнить систему «Умный дом». Бытовая техника, датчики температуры, система безопасности объединены в единую систему и создают новые возможности по экономии средств (на освещение, обогрев, охлаждение).
Как один из вариантов для обмена данными, сегодня используется LPWAN (Low Power Wide Area Network). Этот вид радиосвязи разработан именно для работы за пределами города (и нет обычных вариантов беспроводного интернета), а приборы должны связываться друг с другом по радиоканалу на достаточно высокой скорости обмена данными. Особенностью LPWAN является высокая скорость и малое энергопотребление, что означает долгий период работы от одного заряда аккумуляторов. Кроме того, такая сеть может быть развернута в любом месте, где проводятся с/х работы.
Для уменьшения количества проводов и упрощения монтажных работ все чаще применяются беспроводные датчики. Они готовы к работе сразу после установки на технику и сопряжения с бортовым компьютером. В случае необходимости их довольно просто убрать, переставить на другое место.
На сегодня перечень датчиков, которые могут работать в беспроводном режиме, очень велик. Это детекторы почвенной воды, плотности грунта, температуры листа, индекса площади листа, зараженности насекомыми и др. Особо можно отметить датчик поиска сорняков (WeedSeeker), который востребован, прежде всего, в регионах, где много сорняков устойчивых к гербицидам на основе глифосата. Он применяется для «целеуказания» при точечном использовании гербицидов.
Уже известная технология внесения жидких удобрений с переменной скоростью получила «двойника» в сфере посевных работ. Посев с переменной скоростью внесения должен помочь фермерам «выжать все» из имеющейся у них территории. Теоретически технология должна дать возможность высевать быстрее и точнее, чем это было возможно без нее.
Как это ни забавно, но на сегодня нет больше такой важной и одновременно, непредсказуемой переменной в формуле урожая, как погода. Умение предсказать изменения погодных условий в ближайшем будущем – залог хорошего урожая. Когда начинать посевные работы? Будет ли дождь и когда, а значит, когда можно использовать гранулированные удобрения? Успеет ли техника их внести до дождя, как быть с уборкой урожая и многие другие вопросы зависят от прогноза погоды. Сильные дожди помешают уборке уже созревшего урожая или внесению удобрений.
Продемонстрированная недавно платформа ClearAg уже показала эффективность при выращивании картофеля. Сбор урожая при определенной температуре почвы был важен для сохранности и транспортабельности плодов. Данная платформа заменила ручной труд, до этого необходимый для оценки температуры почвы.
Простое внесение азотсодержащих удобрений уже кануло в лету. Технологией внесения с переменной скоростью уже никого не удивишь. Но сегодня возникает вопрос о максимально эффективном использовании азота, для чего нужно точно учитывать его содержание в почве. Речь идет о правильном определении содержания всех форм азота, в данный момент находящихся в почве. На основе таких данных уже можно составлять планы внесения азотсодержащих удобрений в почву.
Обилие производителей сельхозоборудования породило такую проблему, как необходимость унификации протоколов взаимодействия этого оборудования. На сегодня все большую популярность получает протокол ISOBUS. Уже более 170 компаний входят в группу, занимающуюся внедрением этого стандарта, но сразу нужно отметить, что он платный. Протокол CANopen, относится к свободным и отличается высокой скоростью передачи данных. При разработке своего оборудования производитель должен выбирать, под какой стандарт он будет адаптировать свое оборудование.
Подводя итоги, скажем, что единой концепции автоматизированного сельского хозяйства сегодня еще нет. Появляющиеся технологии упрощают жизнь сотрудников отдельных направлений сельского хозяйства. Будущее покажет, как именно будет выглядеть полностью роботизированная ферма, но определенно ясно то, что элементы такой системы создаются уже сегодня.
