Комбайн для посадки риса
Добавил пользователь Cypher Обновлено: 18.09.2024
Ссылка:
Встраивание видео:
Размер плеера:
Мы в соцсетях:
Копировать ссылку:
Встраивание видео:
Размер плеера:
Мы в соцсетях:
Выберите формат скачивания:
Мы в соцсетях:
144P - 3GP - формат для кнопочных телефонов не поддерживающих MP4, низкое качество
360P - MP4 - формат подходит для смартфонов и планшетов, среднее качество
720P - MP4 - формат для достаточно мощных устройств и ПК, высокое качество
Мы в соцсетях:
144P - 3GP - формат для кнопочных телефонов не поддерживающих MP4, низкое качество
360P - MP4 - формат подходит для смартфонов и планшетов, среднее качество
720P - MP4 - формат для достаточно мощных устройств и ПК, высокое качество
Сельскохозяйственная отрасль является перспективным рынком для внедрения разработок в области робототехники, поскольку использование подобных машин позволяет создавать высокоинтеллектуальное производство. В связи с этим в последние годы в агросекторе активизировалась работа по конструированию робототехнических устройств.
В основном такая техника предназначена для выполнения повторяющихся операций при возделывании различных сельскохозяйственных растений. При этом главная цель ее применения в аграрной отрасли состоит в замене человеческого труда, минимизации вредного воздействия химических средств на людей и окружающую среду, а также в повышении производительности предприятий и урожайности возделываемых культур.
Помимо этого, универсальная платформа способна перемещать полезный груз до 150 кг, а ее генератор — обеспечивать энергией непрерывную работу в течение 24 ч при одной заправке топливом. Основная идея создания такого устройства заключается в том, что фермер может купить только одну платформу и несколько необходимых ему модулей, а другие дополнения он сможет брать в аренду у специализирующейся на этом организации. Сегодня фирмой-изготовителем проводятся испытания робота в реальных условиях, а также осуществляется разработка варианта универсальной платформы меньшего размера и набора сменных модулей к ней. Такие маленькие аппараты могут действовать в составе групп, почти не уступая в производительности более крупным экземплярам.
В скором времени фирма Kubota также планирует начать продажи в Японии автономного трактора AgriRobo, выполняющего обычные процессы без оператора и с использованием GPS. Для его управления в сотрудничестве с фирмой Topcon и Канзасским государственным университетом было разработано программное обеспечение, с помощью которого перед началом операций создается рабочий план. Сочетание сонара и сканера обеспечивает безопасное обнаружение неподвижных и мобильных препятствий. Системы контроля и безопасности гарантируют, что машина не будет выполнять опасные маневры. Фирмой ведутся также работы по созданию зерноуборочных комбайнов и автономных аппаратов для возделывания риса.
Компания Fendt постепенно развивает проект создания автономных аграрных устройств под названием MARS, то есть Mobile Agricultural Robot Swarms — система мобильных сельскохозяйственных роботов. Программа была профинансирована Европейским союзом при содействии университета г. Ульме, который занимался разработкой аппаратов на спутниковой системе навигации для посадки кукурузы. Основная идея данного проекта заключается в производстве малогабаритного многофункционального робота, который будет работать автономно на электроприводе и управляться дистанционно за счет облачных технологий. Основополагающими в программе являются, в том числе, экологические факторы — снижение повреждения почвы, уменьшение выбросов углекислого газа в атмосферу и максимально бесшумные операции. Согласно планам компании, роботы будут переправляться на поле с помощью специального транспортного модуля, использующегося в качестве зарядного устройства и семенного бункера. Каждое устройство применяет специальное программное обеспечение, интерфейс которого позволяет задавать параметры поля, норму заделки семенного материала, густоту посадок, месторасположение культур и количество работающих машин. Параметры и данные сохраняются в облачном сервисе. Как заявляют представители Fendt, подобное решение дает возможность выполнять последующую почвообработку более точно и с меньшими финансовыми вложениями.
Компания Agrirobo совместно с Технологическим институтом и Университетом наук о жизни и окружающей среде в польском городе Вроцлаве также подготовила роботизированную систему обработки сельхозугодий Agribot. Машина представляет собой агрегат с двигателем мощностью 55 кВт и четырьмя независимыми движителями. Конструкция обеспечивает высокую проходимость по почве и малый радиус разворота, что позволяет механизму действовать в стесненных условиях. Спереди и сзади находятся стандартные узлы для навески разных орудий. Например, сзади может крепиться емкость для средств защиты растений, спереди — оборудование, выполняющее распыление рабочей жидкости. Управление роботом дистанционное, благодаря чему отсутствует риск вредного воздействия агрохимических препаратов на организм оператора. Для определения координат используется система GPS, а оценка производится с точностью до одного сантиметра. Ориентироваться на поле позволяют дополнительные датчики, а многие манипуляции осуществляются в автономном режиме. Робот способен реализовывать большинство основных операций — внесение средств защиты и удобрений, обрезку деревьев, кошение и другие.
ТОЧНОСТЬ И КОНТРОЛЬ
Созданный инженерами из австралийского университета робот Ladybird, то есть "божья коровка", работает на солнечных батареях. Название было продиктовано внешним сходством этих зарядных устройств с крыльями летающего насекомого. Механизм оснащен системой лазерного наведения и интегрированным автоматизированным манипулятором, с помощью которого можно собирать урожай. В задачи машины входят контроль над процессом выращивания овощей на всех стадиях, обнаружение вредителей, а также удаление сорных культур при необходимости. Сорняки робот уничтожает при помощи не только гербицидов, но и традиционных ножей, микроволнового излучения и лазерных лучей. Оборудованный датчиками и камерами аппарат может с точностью до квадратных сантиметров производить опрыскивание химикатами, пересчитывать растения по одному и добираться до труднодоступных мест.
В агропромышленном центре технологических инноваций Advesva компании Agrobot был разработан роботизированный комбайн для выращивания и сбора урожая клубники Agrobot SW6010. Его конструкция включает 14 или 60 манипуляторов с мелкими металлическими корзинами, мощный компьютер и цветовые датчики, которые распознают спелую клубнику среди зеленых листьев и игнорируют незрелые ягоды. Агрегат имеет два рабочих модуля для контроля и упаковки, а также четыре управляемых колеса для обеспечения маневренности. Размеры и большой угол поворота колес отлично подходят для работы как внутри теплиц, так и снаружи. Система сбора контролирует набор манипуляторов, способных найти клубнику и распределить ее в зависимости от размера и степени зрелости. Анализируется каждая ягода, причем процесс среза осуществляется с необходимыми точностью, плавностью и чувствительностью. Специальная система сразу упаковывает урожай. В приводе робота используется двухцилиндровый дизельный двигатель мощностью 21 кВт. Испытания показали, что применение данного устройства обеспечивает 50% снижения цены свежей клубники и до 90% — промышленной для производства пюре и йогуртов.
Британский производитель сельхозтехники Garford Farm Machinery создал специальный модуль контроля для трактора Robo-pilot, в котором интегрированы две системы — Robocrop и автоматического управления с помощью информации о локальном местонахождении. Назначение первой программы — вождение машины без участия оператора при междурядной обработке пропашных культур. Устройство включает видеокамеру, бортовой компьютер, навеску с механизмом гидравлического бокового смещения и датчик скорости. Обрабатываемая культура перед агрегатом фиксируется с помощью видеокамеры. Изображение анализируется компьютером в целях обнаружения высокой концентрации зеленого пигмента, указывающего на наличие объекта. За счет широкого обзора камеры и обработки нескольких рядов одновременно достигается оптимальная центральная фиксация. Полученный результат сравнивается с сеткой делений, соответствующей расстоянию междурядья. Данная информация используется для точного размещения рабочих органов и их дальнейшего перемещения с помощью гидравлики. Поскольку система Robocrop работает с несколькими рядами, обеспечивается высокая степень точности даже при сильном зарастании сорняками. Более того, устройство может самостоятельно осуществлять управление высокоскоростным культиватором задней навески, отвечая за движение трактора и оборудования полностью без участия человека. Скорость движения обычно составляет до 12 км/ч, но данное значение может быть увеличено. Консоль быстрого доступа соединена с системой Robo-pilot, имеет сенсорный дисплей с понятными символами и удобными функциями, что упрощает использование агрегата.
В течение ближайшего года компания предполагает провести серию тестовых внедрений AgroBot и отработку основных операций в беспилотном режиме за счет использования сценариев автономных действий. На следующих этапах испытаний создатели планируют протестировать системы в разных погодных условиях, оценить возможности диспетчеризации и кооперативной работы с несколькими аналогичными машинами на одной территории. Кроме того, запланированы оптимизация процесса управления и упрощение интерфейса.
Отечественная компания Cognitive Technologies провела в Республике Татарстан испытания беспилотных тракторов с системой компьютерного зрения собственной разработки. По оценкам специалистов, стоимость подобного программно-аппаратного комплекса составляет не более 15% от общей цены машины. Технику пока не планируют оснащать лидаром, потому что это существенно увеличит ее стоимость. На ней предполагается устанавливать устройства компьютерного зрения, включающие в себя стереопару — систему из двух камер, снимающих видео с разрешением Full HD. Кроме этого, в комплектацию входят навигационный и инерционный датчики ГЛОНАСС и GPS, а также вычислительный блок.
Семейство техники реализует концепцию автоматизированного сельскохозяйственного производства на основе последовательной разработки и внедрения серии мобильных автономных роботов. Каждый из них будет выполнять отличный от других набор агротехнических операций. Совместное применение всех механизмов обеспечит полный функционально замкнутый цикл, причем аграрий сможет приобретать и внедрять каждого робота отдельно либо все семейство сразу. Аппараты могут использоваться одновременно с имеющимися в хозяйстве машинами и средствами автоматизации. Преимуществом AgroMultiBot в процессе сельскохозяйственного производства станет замещение до 25 человек на поле. При этом будет обеспечиваться дополнительный сбор 30–50% урожая, остающегося на поле при традиционной уборке. Таким образом, уже сегодня разработаны и вполне успешно тестируются различные роботизированные машины для сельского хозяйства как зарубежного, так и отечественного производства. Дальнейшее развитие данного направления будет способствовать более широкому внедрению таких устройств в аграрную отрасль, в том числе и в нашей стране.
В связи с растущим населением планеты потребность в продуктах питания увеличивается, но количество рабочих рук в сельском хозяйстве планомерно сокращается.
Компенсировать дефицит кадров в отрасли поможет автоматизация процессов. Добиться этого позволит беспилотный комбайн YR8D от компании Yanmar Agri из Японии. Новинка работает на основе технологии Smartpilot, что позволяет производить посадку риса с минимальным участием человека или вообще без него.
Как работает беспилотный трактор
Процесс управления реализован при помощи 10-дюймового водонепроницаемого планшета, в котором можно задать два режима работы: линейный и автоматический. Первый предполагает возможность изменения оператором траектории движения. При втором режиме комбайн на основе собственных алгоритмов определяет не только траекторию, но и расстояние до поверхности грунта, обеспечивающее максимальную эффективность посадки риса.
Преимущества использования трактора-беспилотника
Инженеры поясняют, что их изобретение имеет несколько преимуществ:
- высокая урожайность – максимально эффективно использует посадочные площади;
- экономичность – фермерам не придется оплачивать труд комбайнеров;
- легкость в использовании – управлять техникой через планшет можно даже без специальной подготовки.
Оценить эти особенности смогут пока только аграрии в Японии, так как разработчики не намерены поставлять новинку на экспорт. Техника обойдется потенциальным покупателям достаточно дорого: от 35230 до 49392 долларов. Пока японские комбайны стали первыми попытками автоматизировать сельскохозяйственную отрасль, но эксперты прогнозируют появление большого количества аналогичных устройств в ближайшем будущем.
Начало местному рисоводству положили англичане. В 1871 году в Лондоне была учреждена организация под названием Ferrarese Land Reclamation Company Limited, которую через год переименовали в Società per la Bonifica dei Terreni Ferraresi — Общество по мелиорации земель Феррары. Компания купила около 20 тысяч гектаров заболоченной земли в Итальянском королевстве — в провинции Феррара, в области Эмилия-Романья. Англичане надеялись разбогатеть, но Общество оказалось неэффективным и через 10 лет было закрыто. В 1898 году компания была воссоздана под тем же названием итальянцами. Сегодня в ее распоряжении 3750 гектаров земли вокруг городка Йоланда-ди-Савоя (Jolanda di Savoia), на 609 из которых растет рис.
Семенной отбор
Февраль — апрель
Главная задача производителей семян — сохранить чистоту сорта. Культурный рис может скрещиваться с сорно-полевым краснозерным рисом (riso crodo), теряя в результате сортовые качества. Поэтому культивировать зерно для нового посева можно только на тех полях, где рис не выращивали лет 8–10. Своих земель у производителей семян нет, они арендуют участки у аграрных предприятий.
— Мы тоже сдаем в аренду поля, — рассказывает главный агроном Общества по мелиорации земель Феррары Паоло Пьетробон. — Почему не сеем собственные семена из собранного урожая? Слишком высокие требования, особый контроль со стороны ЕС… А вообще, рис такие круги по миру наворачивает, что потом мы выращенные на нашей же земле семена покупаем, например, у американцев.
Подготовка почвы
1–15 апреля
Рисовые пашни поделены на прямоугольные участки, или чеки, как их называют рисоводы, площадью по 10–30 гектаров. Каждый чек с четырех сторон огорожен земляными насыпями по 40–60 сантиметров в высоту и оросительными каналами. Два из них водовыпускные, два сбросные. Водовыпускные на метр выше чеков, чтобы вода из них падала на рис, как маленький водопад. Сбросные — на 30 сантиметров ниже чеков, чтобы вода стекала в них через трубы, проходящие под насыпями. Все поле с трех сторон оснащено большим и высоким водовыпускным каналом, а с одной стороны — низким сбросным.
Недели за две до посева на сухие поля выезжают комбайны. Они обрабатывают землю под рис, как под любую другую культуру: пропалывают, вспахивают, поливают химикатами от сорняков, удобряют.
Сорняки. Отделить зерна
Первый враг рисоводов на полях — одичавший краснозерный рис (riso crodo). Сорняк обычно вырастает выше культурного риса сантиметров на 10 и закрывает собой остальные колосья, создавая благоприятный для паразитов микроклимат. Созревает на две недели раньше сортового, семена сразу осыпаются на землю, а через год вновь дают богатые всходы. Во время жатвы уже пустые колосья дикого риса срезают вместе с остальными, а потом выбрасывают. Рис проходит очистку специальными оптическими машинами, которые различают семена по цвету и отсеивают из общей кучи все небелые зерна. Riso crodo обычно розовый, поэтому у него нет шансов попасть на полки супермаркетов. Но некоторые производители, по словам Паоло Пьетробона, сбывают твердые зерна сорняка под видом бурого (неочищенного) риса, более полезного и дорогого, чем отшлифованный белый. Честные же аграрии всеми средствами борются с сорняком, но до конца избавиться от него невозможно. Однажды краснозерным рисом заросла половина угодий под Феррарой.
Посев в воду
15–17 апреля
Подготовленные рисовые чеки заполняют водой на 10 сантиметров над землей. В это время они выглядят как мелкие озера. Сеют рис с тракторов, рассыпая семена из контейнера позади кабины.
— Мы в Эмилия-Романье бросаем семена в воду, в других регионах сажают насухую, а воду пускают потом. Это зависит от доступности водного источника, — поясняет агроном Паоло Пьетробон. — У нас рядом река По, так что проблем нет. А где-нибудь в Пьемонте воду выдают из водохранилищ по расписанию, которое может не совпасть с порядком, установленным природой: надо начинать сеять, а вода запаздывает.
Работа ковшом
15 апреля — 1 сентября
С момента посева поддерживается водный режим. Через 8–9 дней после того как семена были брошены в воду, поля осушают на пару дней, чтобы зернышки могли укорениться. Затем земли вновь заливают на 10 сантиметров, а через две недели происходит второе осушение на 6–7 дней, пока комбайны выпалывают сорняки. После чего юные побеги высотой 5–7 сантиметров полностью затапливают и в каждом чеке в землю втыкают мерную дощечку. Нулевой отметкой считается не поверхность земли, а уровень воды в этот момент. Рис растет — уровень поднимают.
В Пьемонте рис перед посевом замачивают в специальных сумках, поскольку часто приходится сажать насухую
— С конца мая до середины июня я постепенно добавляю воду до максимальной отметки — где-то 10–15 см, а затем до жатвы в сентябре просто поддерживаю этот уровень, — объясняет Алессандро. — Но пока побеги растут и меняются, воду нужно подливать понемногу и не каждый день. А в дождливые дни, наоборот, убавлять, чтобы не навредить. Например, когда ростки начинают куститься, нужно держать воду пониже: под водой колоски не смогут развиваться. К концу июня, когда побеги уже с полметра высотой, я просто слежу, чтобы воды всегда было необходимое количество.
В июле японская компания Yanmar Agri представила серию сельскохозяйственных тракторов с беспилотной системой управления. Теперь в поле для посадки риса был выпущен автономный комбайн YR8D, A, который построен на основе той же технологии под названием Smartpilot. В комплект входит 10-дюймовый водонепроницаемый планшет для удаленного управления.
Беспилотный комбайн ориентируется в пространстве при помощи навигационного модуля GNSS. Для более точного определения координат можно использовать дополнительную беспроводную станцию.
Саженцы риса находятся в лотках, которые загружают в комбайн. В соответствии с технологией "плотной рассады" каждый лоток содержит больше саженцев, чем обычно. Благодаря этому удается добиться существенной экономии труда и пространства на полях. Технологию "плотной рассады" поддерживает только новый комбайн YR8D, A.
Новый автономный комбайн для высадки риса поступит в продажу пока только в Японии по цене от 35230 до 49392 долларов. В этой стране робототехнике уделяется очень большое внимание во всех отраслях. Так, например, следующим поколением фермеров сельской местности со стареющими жителями могут стать дроны.
Вполне очевидно, что роль автоматизации в сельском хозяйстве в будущем будет только расти. Тяжелая техника является эффективным средством борьбы с нехваткой рабочих рук, а робот иногда выполняет работу лучше человека. Но это не означает, люди будут полностью исключены из этой отрасли – по крайней мере кто-то должен будет следить за машинами.
А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!
Читайте также: