V Inovate vytvárame sekciu autonómneho poľnohospodárstve, kde sa chceme zaoberať šetrnými spôsobmi prestovania rastlín, ale aj modelmi lokálnej ekonomiky. Stretnutie tejto sekcie budeme mať 20.4.2022. Už dnes spolupracujeme s Emilom Schultzom, Vladom Cviklovičom, Dušanom Škodom, Máriou Porubskou, Mariánom Beniačom, Robom Demkom a ďalšími.

S Emilom pripravujeme video seriál, ktorým by sme chceli prebudiť Slovákov, aby kupovali slovenské ovocie. S Vladom a s Dušanom sme pred pár dňami riešili ich prototypy autonómnych zariadení. S pani docentkou Porubskou a Mariánom beniaćom pripravujeme projekt prania a spracovania ovčej vlny.

Včera mi poslal svoje riešenie Vegebota Miloš Horinka, všetko si financuje a prototypuje sám. V Dobrom pastierovi testujeme riešenie automatického ramena Sun Powered Systems poháňaného slnkom, ktoré vyvíja Robo Demko.

Položil som Vladovi Cviklovičovi a Dušanovi Škodovi niekoľko otázok

Vlado popíš projekt, na ktorom robíš.

Autonómny mobilný robot SaMoRob je určený na podporu činností v presnom poľnohospodárstve. V prvom priblížení je vyvinutý príves rosiča s určením na rosenie vo vinohradoch a ovocných sadoch. Robot je aplikovateľný do existujúcich podmienok bez potreby dodatočných úprav cieľového pozemku. Navigácia robota zahŕňa fúziu satelitnej, inerciálnej navigácie a odometrie. Navigácia v riadku a okolí rastlín je založená na číslicovom spracovaní obrazu v reálnom čase.  Detekcia a lokalizácia rastlín využíva algoritmy a systém počítačového videnia. Je rozvíjaný aj bezpečnostný systém detekcie ľudí, zvierat a prekážok. Riadenie je decentralizované a časti systému pracujú v režime multimaster. Riadenie a bezpečnosť prevádzky autonómneho mobilného robota je založená na mikrokontroléroch a DPS, spracovanie obrazu PC s výkonným grafickým procesorom. Všetky časti autonómneho mobilného robota boli a priebežne aj sú vyvíjané a vyrábané na katedre elektrotechniky, automatizácie a informatiky a TF SPU v Nitre. Autonómnej robotike a vôbec robotike sa venujeme už od roku 2002. Je to hlavná oblasť práce na našom pracovisku.

Sociálny dopad robota SaMoRob v prípade použitia nadstavby rosiča je v znížení negatívneho vplyvu chemických látok na zdravie človeka, pretože systém je bezpilotný. Pozitívny ekonomický a ekologický dopad predpokladáme v spresnení dávkovania postreku, čím sa zníži aplikované množstvo chémie. Tým je znížený negatívny dopad na prírodu a zároveň efektívnejšie využitie finančných prostriedkov na chemické ošetrovanie rastlín.

V čom je tvoje riešenie výnimočné?

Projekt je výnimočný v modulárnosti riešenia. Môže byť použitý ako nosič náradia alebo môže ťahať príves s ľubovoľnou funkciou. Aktuálne je pre príves rezervovaný výkon 6 kW vo forme hydraulického pohonu. Hlavná výnimočnosť je v riešení elektronických obvodov, firmvérov a softvérov. Prínos oproti existujúcim riešeniam je práve pri poruchových stavoch. Štruktúra riadiacich obvodov spolu s hierarchiou priority je v súčasnosti v riešení ako predmet duševného vlastníctva.

Na čom plánuješ robiť v najbližších mesiacoch?

V najbližších mesiacoch plánujeme:

  • Testovať nový autonómny systém riadenia a jeho presnosť.
  • Testovať systém LiDAR v stanoviť pravidlá v priorite spolu so spracovaním obrazu.
  • Overiť namodelované algoritmy riadenia autonómneho cúvania s pasívnym prívesným vozíkom v reálnych podmienkach.
  • Vyvinúť snímač uhla medzi prívesom a traktorom do podmienok reálnej praxe – odolnosť.
  • Zdokonalenie komunikačných protokolov na interných zberniciach stroja.ň
  • Online prístup k prevádzkovým parametrom stroja s využitím dátových prenosov GSM.

Vytvorili sme sekciou autonómne poľnohospodárstvo, čo to je?

Autonómne poľnohospodárstvo zahŕňa rastlinnú a živočíšnu výrobu bez priamej účasti človeka v procese výroby. Ide o multidisciplinárnu oblasť, ktorá bude v blízkej budúcnosti realitou. Efektivita a prínos autonómnej techniky v poľnohospodárstve je založený na dlhoročných výskumoch, ktoré prezentujú veľké prínosy nielen v ekológií a ekonómii, ale aj v dlhodobej udržateľnosti hlavne v rastlinnej výrobe. Celosvetové výsledky v presnom poľnohospodárstve sú jednoznačné.

Aké sú nové trendy v poľnohospodárstve a čo sa očakáva v oblasti automatizácie?

Nové trendy zahŕňajú celý rad oblastí, čo je nad priestorový rámec tejto komunikácie. Tými najdôležitejšími sú implementácia princípov presného poľnohospodárstva, ktorá je už dlhšie realitou a je podporovaná všetkými veľkými výrobcami poľnohospodárskej techniky. Toto zahŕňa časové a priestorové monitorovanie rastlín, ich zdravotného stavu s optimalizáciou agrotechnických zásahov. Celkovo sú trendy zamerané na zníženie vstupov, ako je pôda, voda, výživa rastlín a prostriedky na ošetrovanie rastlín.  V oblasti automatizácie sa očakáva nasadenie umelej inteligencie v procese včasnej diagnostiky zdravotného stavu so spoľahlivým a efektívnym zásahom. Odliv potenciálnych pracovníkov v poľnohospodárstve z obcí do veľkých miest je realitou už 80 rokov. Toto spôsobuje čoraz väčší deficit zamestnancov a klesajúci záujem o prácu a poľnohospodárstve v radoch mladej generácie. Automatizácia a robotizácia tento problém rieši.

Čo by ste s tvojim tímom potrebovali, aby ste mohli rýchlejšie dosiahnuť ciele v inováciách, na ktorých robíte?

V prvom rade širší tím skúsených odborníkov, ktorý môže intenzívne pracovať vo svojej oblasti. Za akademickú obec oslobodenie od dokazovania svojich kvalít a kompetencií časovo náročnými a často imaginárnymi prácami zameranými na zvýšenie imaginárnych ukazovateľov ako je napríklad Hirschov index. Nemenej významný je komplikovaný a časovo zdĺhavý spôsob nákupu potrebných dielov. Až na treťom mieste sú investície do vývoja technológie, ktoré sú od začiatku realizácie projektu SaMoRob na veľmi nízkej úrovni.

Dušan, popíš svoj projekt.

Vyvíjame modulárny robotický autonómny system, ktorý bude pracovať hlavne na poli a to autonómne. V prvom kole  bude schopný plečkovať, postrekovať, snímať plodiny. Ďalej bude schopný kosiť alebo nosiť a pracovať s prídavnými zariadeniami, ktoré sú pripojiteľné na štandardný troj-bodový záves traktorov.

V čom je tvoje zariadenie výnimočné?

V tom, že je modulárne a je to hlavne nosič náradia – takto ho mám aj prihlásený ako úžitkový vzor. Nie je to jednoúčelový stroj, ale vieme ho prispôsobiť sezóne. Na jar sa bude plečkovať a postrekovať, mimo plečkovaciu sezónu bude kosiť napr. sady, viniče, alebo svahy. V zime by prípadne mohol pomocou snehovej frézy odpratávať  sneh (to sa môže robiť na diaľkové ovládanie a nemusí byť autonómne). Ako sme sa bavili je možné naň osadiť rôzne nadstavby – robotickú ruku na zber plodín (jablká, čerešne…), tiež ho je možné využiť ako prepravník rôzneho tovaru (bedničiek, hnoja).

Na čom plánuješ robiť v najbližších mesiacoch?

Teraz je Agrorobot v stave, že je oživený a jazdí za pomoci diaľkového ovládania, Chceme ho hneď ako to dovolí počasie pustiť  do reálnych podmienok (do poľa) a pomerať základné parametre – odpor v pôde pri jazde, výdrž batérií, ťažnú silu, manévrovateľnosť a pod. Keď sa ukáže že je to v poriadku, že sme dosiahli skoro požadované parametre, bude sa robiť autonómia.

Ako ty vnímaš autonómne poľnohospodárstvo?

Autonómne precízne poľnohospodárstvo, je poľnohospodárstvo využívajúce autonómne robotické stroje, ktoré nahradia ludskú obsluhu strojov. Možno jeden operátor bude kontrolovať viacej autonómnych strojov a v prípade potreby zasiahne. Zredukuje sa tak potrebná ľudská pracovná sila. Tiež by som povedal že je to precízne, nakoľko sa jedná o  presné siatie, ošetrovanie, obhospodarovanie pôdy za pomoci senzorov, kamier  a pod.

Pri tomto poľnohospodárstve vieme presne identifikovať miesta kde je potrebné aplikovať postreky, prípadne zavlažovanie. Vieme vytvárať mapy, ktoré budú presne zaznamenávať vykonané činnosti a plánovať  ďalšie potrebné.

Aké sú nové trendy v poľnohospodárstve a čo sa očakáva v oblasti automatizácie?

Všetko nasvedčuje tomu, že veľké stroje (traktory) budú hybridné a menšie budú buď plne elektrické, alebo hybridné. Do popredia sa dostáva lokálna sebestačnosť regiónov a preto sa rozširuje aj pestovanie najziskovejších plodín a zeleniny. Tiež sa vo väčšom začínajú pestovať bio plodiny. Pri bio plodinách sa obmedzujú alebo vylučujú postreky a preto autonómne systémy, môžu jazdiť x krát po poli, plečkovať a odstraňovať burinu.

Čo by si potreboval, aby si mohol rýchlejšie dosiahnuť ciele v inováciách, na ktorých robíš?

Momentálne sme postavili prvý prototyp, so základným náradím – plečkami. Budeme ho testovať v reálnych podmienkach.

Potreboval by som čo najskôr financie na vývoj a výrobu ďalších prídavných zariadení, ako žacie ústrojenstvo, prípadne robotickú ruku na zber plodín.

Hneď na to potrebujeme vyrobiť druhý upravený prototyp, kde by sme tieto prídavné zariadenia testovali a už by sme ho mohli prezentovať pred investormi a budúcimi zákazníkmi.

Tento druhý prototyp by sme potrebovali predať zákazníkovi, ktorý bude priekopníkom a bude ochotný testovať ho u seba v prevádzke.

6