Aktuální vydání

celé číslo

10

2019

Automatizace v chemii a petrochemii

Hladinoměry

celé číslo

Robotika v zemědělství je na vzestupu

Vedle rychlého celosvětového růstu prodeje průmyslových robotů roste velmi rychle také výroba a prodej servisních robotů pro profesionální použití. Podle statistických údajů Mezinárodní federace pro robotiku (International Federation of Robotics – IFR) bylo v roce 2013 po celém světě prodáno celkem asi 21 000 servisních robotů pro profesionální použití. Z toho více než čtvrtinu, přesněji 28 %, tvořily roboty pro zemědělství, jichž se prodalo asi 5 900 jednotek [1].

 
Rozšiřující se používání robotů a automatizačních systémů v zemědělství, ať při obdělávání půdy, péči o úrodu a při sklizni nebo chovu dobytka, je celosvětový jev s obrovským obchodním potenciálem. Přispívá k tomu i rychle rostoucí počet obyvatel Země spojený s neustále stoupající potřebou potravin, omezená a změnami klimatu ohrožená rozloha zemědělské půdy a narůstající tlak na ceny na světovém trhu. To vše vyžaduje nové přístupy a špičková technika a robotika se stávají důležitými nástroji při zvyšování produktivity v rostlinné i živočišné výrobě. Automatizované robotické systémy přinášejí do zemědělství nanejvýš žádoucí provozní pružnost a úsporu nákladů i času. Navíc zde umožňují odstranit rutinně se opakující a často namáhavé manuální práce, na které se obtížně shánějí pracovníci. K úspoře pracovní síly mohou roboty např. podporovat nebo zcela autonomně provádět setbu, sklízet plodiny nebo odstraňovat plevel. Při chovu dobytka se roboty uplatňují zejména při automatizovaném stříhání ovcí, dojení a krmení krav a při čištění chlévů a stájí.
 

Vedoucí postavení Evropy

„Evropští výrobci mají v zemědělské robotice vedoucí postavení ve světě,“ zdůrazňuje Martin Hägele, vedoucí oddělení pro robotické a asistenční systémy ve Fraunhoferově ústavu pro výrobní techniku a automatizaci IPA (Institut für Produktionstechnik und Automatisierung). „Sortiment nabízených produktů sahá od robotů pro dojení (obr. 1, obr. 2), krmení a pro automatizované čištění chlévů a stájí přes roboty pro řízení mobilních zemědělských strojů až po robotizované systémy pro pěstování a sklízení ovoce, vinné révy a květinových kultur nebo k použití v lesnictví.“ Na roboty určené k použití v zemědělství jsou kladeny velmi přísné a specifické požadavky. Především musí spolehlivě pracovat v prostředí, které není zcela jednoznačně stanoveno a které se v širokých mezích dynamicky mění. Velmi důležité je, aby zemědělští pracovníci mohli s robotickými systémy bezpečně spolupracovat a mohli je snadno intuitivně obsluhovat a programovat. Po stránce technického provedení musí být roboty pro zemědělství mimořádně robustní a odolné proti znečištění. Dojicí roboty musí navíc splňovat velmi přísné hygienické předpisy.
 

Statistika potvrzuje současné trendy

Současný vývoj směrem ke stále větší míře i stupni automatizace v rostlinné a živočišné výrobě potvrzuje také statistika. Podle údajů shromážděných organizací IFR bylo v roce 2013 po světě používáno již více než 40 000 dojicích robotů [2]; pro léta 2014 až 2017 počítá IFR s tím, že se ve světě prodá dalších nejméně 34 000 robotů pro zemědělské účely, z toho opět asi 28 200 robotů pro dojení. Jen v roce 2013 bylo prodáno téměř 5 100 dojicích robotů, tj. o 6 % více než v předchozím roce (4 750 jednotek). Vedle toho bylo prodáno dalších 760 robotů jiného druhu, zejména k usnadnění chovu dobytka, např. mobilních robotů pro čištění chlévů nebo robotických systémů pro hlídání pastvin, což odpovídá meziročnímu růstu o 46 %. Roční obrat prodeje zemědělských robotů vzrostl v roce 2013 o 4 % na celkovou hodnotu 883 milionů amerických dolarů, což představuje zhruba 25 % z celkového prodeje servisních robotů pro profesionální použití, kterých se prodalo za téměř 3,6 miliardy dolarů.
 
Podrobné údaje o aktuálním stavu výzkumu, vývoje a výroby zemědělských robotů, o jejich použití, ale i požadavcích na budoucí směry vývoje přinesl první pracovní seminář Robotik in der Landwirtschaft (Robotika v zemědělství), uspořádaný Fraunhoferovým ústavem IPA ve Stuttgartu dne 26. listopadu 2014. Seminář vzbudil velkou pozornost odborné veřejnosti a zúčastnilo se ho více než 50 špičkových odborníků i praktiků z oboru z řad výrobců a dodavatelů agrární techniky, konstruktérů a výrobců servisních robotů i konečných uživatelů. Odborníci z průmyslu a výzkumu informovali účastníky o možnostech a přínosech robotické techniky pro farmáře ve všech sférách zemědělské výroby a výrobce zemědělských strojů o speciálních požadavcích na převod techniky a technologií z průmyslu do zemědělství. Nechyběly ani příklady úspěšného a hospodárného využití zemědělských robotů z praxe, jako např. zkušenosti s použitím robotu Casar k šetrné sklizni ovoce, robotu pro vykopávání a následný automatizovaný sběr brambor atd. Za zatím největší úspěch při použití robotických systémů mimo oblast průmyslové výroby lze považovat významné rozšíření robotů pro dojení.
 
Další informace lze nalézt na www.ipa.fraunhofer.de.
 

Vývoj neustále pokračuje

Fraunhoferův ústav IPA má v návaznosti na bohaté zkušenosti, které jeho pracovníci během desítek let úspěšné práce v oboru průmyslové robotiky získali, důležité postavení i ve výzkumu a vývoji zemědělské robotiky. V posledních několika letech jeho pracovníci vypracovali expertizy o převodu špičkové techniky z průmyslu do zemědělství a pro venkovní použití. Aktuálně odborníci v ústavu pracují na použití prostorového (3D) skeneru k automatickému rozpoznávání a přesné lokalizaci vemene a struků krávy v nové generaci inteligentních robotů pro automatizované dojení.
 
V rámci evropského programu Effirob bylo v ústavu provedeno mnoho propočtů hospodárnosti automatizovaného sklízení plodin, z nichž vzešly konkrétní projekty. V rámci nich je vyvíjen např. sklízecí robot koncipovaný jako rozšíření dosavadních sklizňových strojů. Rameno robotu má za úkol plody vyhledat, uchopit a sklidit. Důraz je přitom kladen na co možná nejšetrnější kontakt se sklízeným plodem, aby byla zachována jeho kvalita.
 
V projektu AgriApps, podporovaném z prostředků Evropské unie, pracují odborníci z ústavu IPA společně s partnery na vývoji zařízení pro obhospodařování zvláštních kultur s použitím multifunkční platformy pro zemědělské roboty s názvem BoniRob. Například k použití v lesních školkách je vyvíjen modul pro odstraňování plevele při pěstování buxusu (zimostrázu) nebo modul pro automatizované odstraňování plevele při pěstování ovoce a vinné révy. Budoucnost patří autonomně fungujícím systémům typu zemědělských vozidel a mobilních zemědělských strojů bez řidiče, které jsou také předmětem intenzivního výzkumu.
 
Fraunhoferův ústav IPA je rovněž členem pracovní skupiny pro zemědělství v mezinárodní neziskové asociaci euRobotics AISBL se sídlem v Bruselu, která působí jako neformální poradní orgán Evropské komise pro otázky robotizace. V současné době mimo jiné připravuje nové vydání „cestovní mapy“ vytyčující postup při zavádění servisních robotů v zemědělství do roku 2020.
 
Literatura:
[1] Robotik in der Landwirtschaft. Pressemitteilung Fraunhofer IPA, 18. listopadu 2014.
[2] World Robotics 2014 – Service Robots. International Federation of Robotics, September 2014.
Ing. Karel Kabeš
 
Obr. 1. Robotický dojicí systém VMS švédské firmy DeLaval (foto: DeLaval)
Obr. 2. Robotický dojicí systém Astronaut nizozemské firmy Lely (foto: Lely)