Pri spremljanju razvoja agrorobotike me najbolj zanimajo rešitve, ki imajo jasno agronomsko funkcijo in hkrati realen poslovni potencial. Eden takih primerov je kanadsko podjetje Finite Robotics, ki razvija robotske sisteme za delo v sadovnjakih. Njihov trenutni fokus je robotsko redčenje plodov. Gre za tehnološko zahtevno operacijo, vendar tudi za zelo dober primer opravila, kjer lahko robotika neposredno vpliva na kakovost pridelka, stroške dela in končni ekonomski rezultat sadovnjaka.
Pri jablanah je pravilno redčenje eden ključnih ukrepov za uravnavanje obremenitve drevesa. Cilj ni samo zmanjšati število plodov, ampak doseči primerno razmerje med številom plodov in vegetativno zmogljivostjo drevesa. S tem vplivamo na velikost in izenačenost plodov, obarvanost, delež tržnega pridelka, zmanjšanje izmenične rodnosti, diferenciacijo cvetnih brstov za naslednje leto ter nenazadnje tudi na stroške obiranja in sortiranja. Pri ročnem redčenju je kakovost izvedbe močno odvisna od izkušenosti delavca in časa, ki ga ima na voljo. Pri robotskem sistemu pa lahko odločitev potencialno temelji na dejanskem številu plodov, njihovi velikosti, položaju v krošnji in ocenjeni obremenitvi posameznega drevesa. To je z agronomskega vidika bistveno bolj zanimivo kot zgolj zamenjava ročnega dela z robotom.
Finite Robotics razvija sistem, ki združuje računalniški vid, robotski manipulator in namenski končni efektor. Robot mora v realnem času prepoznati plodove, določiti njihov položaj v prostoru, razlikovati plod od listov in vej, izbrati plod za odstranitev, izračunati pot robotske roke ter poseg izvesti brez poškodb drugih plodov ali drevesa. Vse to mora izvajati dovolj hitro, da ima tehnologija praktično in ekonomsko vrednost. V sadovnjaku so pogoji zahtevni: spremenljiva osvetlitev, veter, različna gostota krošnje, podporne žice, različni koti vej, različne gojitvene oblike in velika variabilnost med posameznimi drevesi. Zato pri takem sistemu ni dovolj dober algoritem za prepoznavanje plodov. Potrebna je dobra kombinacija zaznave okolja, prostorskega modeliranja, načrtovanja gibanja, hitrosti manipulatorja in robustne mehanike.
Robot, ki deluje nekaj minut na sejmu ali v laboratoriju, še ni komercialen kmetijski stroj. V realnem sadovnjaku mora delovati v prahu, vlagi, vročini, pri vibracijah in na neravnem terenu. Pomembni so tudi enostavno servisiranje, dostopnost rezervnih delov, zanesljivost elektronike ter sposobnost večurnega oziroma večdnevnega dela v sezoni. Pri Finite Robotics zato poudarjajo razvoj robustnih mehanskih, električnih in komunikacijskih sklopov ter testiranje neposredno v sadovnjakih. To je po mojem mnenju eden ključnih korakov pri prehodu iz prototipa v dejansko uporabno kmetijsko tehnologijo. Njihov prototip je bil leta 2026 uporabljen že v 14 komercialnih sadovnjakih v Ontariu. Takratna izvedba je uporabljala šest robotskih rok. Po podatkih s terenskih testiranj sistem izvede približno 10 odločitev o redčenju na sekundo, največja dosežena storilnost pa je bila okoli 1.000 odstranjenih plodov na uro. Podjetje kot naslednji razvojni cilj navaja približno 500 odstranitev plodov na uro na posamezno robotsko roko. Pri prihodnji konfiguraciji z okoli 20 rokami bi lahko bila teoretična dnevna zmogljivost približno 18 acres oziroma okoli 7,3 ha na dan, odvisno od nasada, gostote plodov in zahtevanega intenzivnosti redčenja.
Pomemben je učinek na hektar
Pri takšnih sistemih me poleg tehnologije vedno zanima tudi ekonomika. Če lahko robot natančneje uravnava obremenitev dreves, lahko potencialno poveča delež plodov želene velikosti in kakovosti ter s tem izboljša packout. Hkrati lahko zmanjša potrebe po dodatnem ročnem redčenju in posredno vpliva tudi na učinkovitost kasnejšega obiranja in sortiranja. Pomemben dodaten produkt so podatki. Robot, ki med delom pregleduje vsako drevo, lahko istočasno zbira podatke o številu plodov, velikosti, prostorski razporeditvi pridelka, stanju krošnje ter oceni pričakovanega pridelka. Tak sistem zato ni samo robotski manipulator, ampak potencialno tudi mobilna senzorska in podatkovna platforma za upravljanje sadovnjaka. Pri njihovem modelnem primeru je popolnoma natančno redčenje povečalo pričakovani prispevek za približno 1.500–1.600 EUR/ha oziroma okoli 25 % v primerjavi z manj natančnim mehanskim redčenjem.
Naslednji logični korak je robotsko obiranje
Z vidika razvoja tehnologije je redčenje zanimivo tudi zato, ker uporablja veliko istih komponent kot robotsko obiranje. Ko sistem zna zanesljivo prepoznati plod, določiti njegovo prostorsko lokacijo, načrtovati pot robotske roke in izvesti manipulacijo, je pomemben del tehnološke osnove že razvit. Pri obiranju je seveda problem zahtevnejši, saj moramo dodatno obvladovati zaznavanje zrelosti, varen prijem, odtrg ploda brez poškodb in transport do zbirnega sistema. Platforme, ki danes razvijajo redčenje, imajo potencial, da bodo kasneje izvajale tudi monitoring pridelka, selektivno obiranje in druge manipulacijske operacije.
Za evropsko in seveda slovensko sadjarstvo bodo po mojem mnenju odločilni predvsem cena sistema, delovna storilnost, zanesljivost in število operacij, ki jih lahko robot opravlja skozi sezono. Če je robot uporaben samo za eno operacijo nekaj tednov na leto, je ekonomiko investicije težje upravičiti. Precej bolj zanimiva je platforma, ki lahko skozi sezono opravlja več nalog, na primer:
- monitoring pridelka,
- oceno obremenitve dreves,
- redčenje,
- selektivno škropljenje,
- ocenjevanje zrelosti,
- robotsko obiranje,
- ter zbiranje podatkov za nadaljnje upravljanje nasada.
Takšna večnamenskost bistveno poveča izkoriščenost stroja in izboljša ekonomiko investicije.
Agronomsko odločanje ostaja ključno
Pri vseh teh sistemih pa ostaja najpomembnejše vprašanje: ali robot izvaja agronomsko pravilno odločitev? Pri redčenju ni dovolj, da sistem zna fizično odstraniti plod. Vedeti mora, koliko plodov odstraniti, katere pustiti, kakšna naj bo končna obremenitev posamezne veje oziroma drevesa ter kako odločitev vpliva na kakovost letošnjega pridelka in rodnost naslednje leto. Zato bo pri razvoju uspešnih sadjarskih robotov nujna kombinacija agronomije, strojništva, računalniškega vida, umetne inteligence in ekonomike pridelave. Sam pri agrorobotiki največ potenciala vidim prav v takšnih rešitvah: ne v tehnologiji zaradi tehnologije, ampak v sistemih, ki morajo imeti merljiv agronomski in ekonomski učinek.
Vir: KLIK
LP, Blaž