Inovativní robotické technologie v praxi: SMASH Agrobot z Itálie

Agrobot při práci na vinici  Agrobot při práci na vinici 

Zemědělství je jedním z nejdůležitějších ekonomických sektorů. Jde o odvětví, které přímo ovlivňuje životy všech lidí na celém světě. Právě proto v současnosti čelí tolika výzvám. Změna globálního klimatu a zejména pokles srážek ovlivňuje výnosy z plodin, a zatímco zemědělci a pracovníci v potravinářství již několik let doslova bijí na poplach, miliony dalších pracovních míst souvisejících s potravinářstvím již začínají pociťovat dopady těchto změn.

„V roce 2050 budou muset zemědělci zvýšit produkci potravin o více než 70 % ve srovnání s úrovní roku 2007, aby uspokojili potřeby stále rostoucí populace,“ uvádí zpráva OSN pro výživu a zemědělství. Z toho můžeme soudit, že právě v zemědělství se nachází obrovský potenciál pro automatizaci.

Aby toho nebylo málo, spotřebitelé čím dál tím více řeší přítomnost chemických látek a pesticidů používaných při výrobě potravin a požadují po výrobcích udržitelnou výrobu stále stejně chutných a kvalitních produktů. Jak se s těmito výzvami vypořádat a zároveň uspokojit zastánce životního prostředí? Velmi často se vlády celého světa obrací na vědce, specialisty na automatizaci a technologické odborníky, aby nalezli udržitelné řešení.

Agrobot SMASH

V Itálii si uvědomili, že se budoucnost zemědělství odehrává právě tady a teď. Skupina mladých vědců a inženýrů přišla s inovativním robotickým projektem pod názvem SMASH. Celý projekt má za cíl vyvinout modulární robotickou platformu, která využívá nejnovější robotickou technologii pro zkoumání plodin a půdy. SMASH se neskládá pouze z jednoho stroje, ale z celé řady různých zařízení včetně robota, základnové stanice, dronů či senzorů na poli. Stroje společně poskytují důležité informace, které ulehčují zemědělcům život. Dnes jsme se zaměřili na Agrobot, který si nyní blíže představíme.

Agrobot je autonomní a inteligentní mobilní robot, kterého lze naprogramovat a dálkově ovládat. Robot je navržen tak, aby byl schopen samostatně pracovat na poli a provádět řadu úkolů, které zohledňují potřeby například zemědělců, zahradníků a vinařů. Agrobot je schopen samostatně sledovat stav plodin, identifikovat možné choroby, odstraňovat plevel, odebírat vzorky rostlin a provádět lokální ošetření ekologicky udržitelnými postřiky. Za zmínku stojí také skutečnost, že všechny úkoly jsou prováděny pomocí kolaborativního robotického ramena UR10 od Universal Robots.

Robot se jednoduše programuje prostřednictvím speciálního webového rozhraní. Agrobot vždy zahájí svoji „misi“ ze základnové stanice a poté pokračuje autonomně po cestě, kterou mu uživatel vyznačí. V současné době můžete robota potkat při práci na vinicích a špenátových polích v Toskánsku, ale jeho vývojáři v současné době usilovně pracují na vývoji aplikací i v jiných klimatických podmínkách.

UR agrobot 1Trénink agrobota na improvizované vinici v laboratoři

Zní to skvěle, nemyslíte?

Na vinicích robot využívá pokročilé lokalizační algoritmy spolu s lasery, GPS a kamerami, které zajišťují maximální bezpečnost provozu robota. Kamery namontované na robotickém rameni UR10 také umí rozpoznat plísně a různé další choroby hroznů, které poté zabudovanou rozprašovací tryskou ošetří. Robot je tedy schopen plně nahradit člověka.

Modularitu a flexibilitu robota dokazuje skutečnost, že po několika drobných úpravách a výměně pneumatik je robot schopen pracovat na špenátovém poli. Tam sbírá vzorky a odstraňuje plevel. Poté, co sám odebere vzorky špenátu, jsou rostliny následně analyzovány v základnové stanici, což šetří čas a zvyšuje produktivitu pracovníků na polích.

UR agrobot 2Agrobot sbírá vzorky špenátu na poli

Měli jsme exkluzivní příležitost hovořit s Martou Niccolini, vedoucí projektu SMASH o Agrobotovi, budoucnosti zemědělství a robotických technologiích v praxi.

Jak jste se dostala k robotice?

Jako dítě mě vždy zajímalo, jak věci fungují a často jsem rozebírala různé věci v domácnosti, například vysavač. Když mi bylo 16 let, začala jsem vyrábět některé elektronické věci sama a postupně jsem se dostala k programování mikroprocesorů. Odtud již vedla cesta k robotice. Vždy mě fascinovalo uvádět mechanické věci do pohybu pomocí umělé inteligence, elektroniky a různých senzorů. Na univerzitě jsem nejdříve studovala obor počítačové inženýrství a později jsem se začala specializovat na robotiku. Doktorská studia jsem absolvovala na univerzitě v Pise, při tom jsem se věnovala robotice ve zdravotnictví. Nyní působím ve společnosti Yanmar R&D Europe, kde s kolegy vyvíjíme nové roboty pro stavebnictví a zemědělství.

Co máte jako vedoucí projektu na starosti?

Starám se starám o plánování, monitorování a reportování projektů. Jsem v neustálém kontaktu s výzkumnými středisky a obchodními partnery Yanmar, abychom společně našli technologie, které je třeba vyvinout, a začali plánovat nové projekty. Rovněž hledám příležitosti ke spolupráci s italskými a evropskými společnostmi a výzkumnými centry, aby bylo možné rozvíjet projekty jako je třeba SMASH. V neposlední řadě jsem stále zapojena do technického vývoje a každý den pracuji se svým týmem na vývoje našich robotů.

Jaké je být ženou v týmu robotických inženýrů?

Nikdy jsem neměla problémy se studiem nebo prací v týmech inženýrů–mužů a nikdy jsem se necítila špatně jako žena v ryze technickém oboru. Vždy jsem pracovala s chytrými lidmi, kteří spíše poslouchají, co se říká, než to, kdo to říká, a kteří si nemyslí, že ženy nemohou řídit auta, hrát videohry nebo rozumět technickým detailům. Můj obor na vysoké škole studovalo asi 15 % studentek a v současnosti vidím, že počet žen v robotice každým rokem stoupá, což je skvělé. Podle mého názoru je rozmanitost různých odborných znalostí, kultury a pohlaví přínosná jak pro technický vývoj, tak pro celý tým.

Proč se v týmu specializujete na zemědělství?

Společnost Yanmar, pro kterou pracujeme, je v tomto oboru etablovanou firmou. Kromě toho je robotika stále více důležitým oborem, což je důvod, proč jsme se začali zaměřovat na nové technologie a robotiku v tzv. „přesném zemědělství.“

UR agrobot 3Tým SMASH s Agrobotem. Vlevo vzadu: Manuel Pencelli, Simona Casini, Alfredo Argiolas. Vpředu: Marta Niccolini

Je robot schopen pracovat v jiných klimatických podmínkách než v Toskánsku? Umí třeba sklízet brambory?

Robot je v současné době prototyp, bude ho zapotřebí ještě vylepšit, aby byl opravdu robustní a spolehlivý za všech klimatických podmínek. Našimi hlavními cíli bylo demonstrovat, že některé činnosti na poli lze provádět pomocí robotů, vyřešit technické problémy a rozvrhnout potřebné technologie. Pokud jde o sklízení brambor – v tuto chvíli to není možné, ale robot je navržen tak, aby byl modulární a flexibilní, takže pokud k němu připojíme nové koncové nástroje, můžeme ho snadno naučit třeba sklízet brambory.

Proč jste si vybrali kolaborativního robota Universal Robots?

Universal Robots jsme zvolili z několika důvodů. Za prvé pro něj hovoří jeho malá velikost a velké užitečné zatížení, a fakt, že jde o kolaborativního robota – je tak pro svoje okolí bezpečný. Za druhé, jeho ovládací tablet je malý a mimo jiné umožňuje ovládat robota v reálném čase na dálku z počítače, což nám umožnilo zabudovat různé pokročilé pohybové ovládací prvky, jako je například vizuální servoing (řízení prostřednictvím kamer).

Myslíte si, že se s podobnými agroboty budeme setkávat v budoucnu více?

Věřím, že příští generace zemědělců bude na svých polích využívat roboty a nové technologie, a jsem přesvědčena, že to způsobí v zemědělství doslova revoluci. Existují pro to také některé legislativní důvody, jako jsou nové předpisy o používání pesticidů a problém nedostatku pracovních sil. Mnoho společností již teď pracuje na vývoji nových robotů pro přesné zemědělství, které jsou robustní, uživatelsky přívětivé a cenově dostupné. Některé problémy je ještě třeba vyřešit, ale myslím a doufám, že v budoucnu uvidíme stále více inteligentních strojů a robotů pracujících na polích.

Universal Robots

Dodáváme bezpečná, flexibilní a snadno ovladatelná šestiosá průmyslová robotická ramena do podniků všech velikostí, a to kdekoli po světě. Vyvíjíme průmyslové kolaborativní roboty, kteří automatizují opakující se průmyslové procesy a zvyšují jejich efektivitu.

https://www.universal-robots.com/cs/