Drony, umělá inteligence a sběrače robotů: Seznamte se s plně autonomní farmou | William Boston, WSJ Nové technologie dláždí cestu farmám, které mohou fungovat samy, s minimálním lidským zásahem V zelených kopcích v regionu Palouse ve státě Washington bzučí traktor Andrewa Nelsona pšeničná pole na své farmě o rozloze 7 500 akrů. Uvnitř kabiny nedrží volant – volá přes Zoom nebo kontroluje zprávy. Softwarový inženýr a farmář páté generace, Nelson, 41 let, stojí v čele transformace, která mění způsob, jakým pěstujeme a sklízíme potraviny. Traktor neřídí jen sám sebe; Jeho řada senzorů, kamer a analytického softwaru také neustále rozhoduje, kde a kdy stříkat hnojivo nebo zabíjet plevel. Mnoho moderních farem již používá traktory naváděné pomocí GPS a digitální technologie, jako jsou softwarové systémy pro řízení farem. Pokroky v oblasti umělé inteligence nyní znamenají, že se konečně dostává do centra pozornosti další krok – autonomní farma s minimální péčí o lidi. Představte si farmu, kde jsou flotily autonomních traktorů, dronů a kombajnů řízeny umělou inteligencí, která upravuje provoz minutu po minutě na základě údajů o půdě a počasí. Senzory by sledovaly zdraví rostlin na tisících akrech a spouštěly by přesné postřiky nebo zavlažování přesně tam, kde je to potřeba. Zemědělci by mohli vyměnit dlouhé hodiny v kabině za sledování palubních desek a přijímání rozhodnutí na vysoké úrovni. Každé semeno, kapka vody a unce hnojiva by byly optimalizovány tak, aby se zvýšily výnosy a chránila půda – poháněné propojeným systémem, který je s každou sezónou chytřejší. Velká část technologií, které pohánějí autonomní revoluci v zemědělství, již existuje nebo je téměř připravena k uvedení na trh. "Právě se dostáváme do bodu obratu v komerční životaschopnosti mnoha z těchto technologií," říká David Fiocco, senior partner společnosti McKinsey & Co., který vede výzkum zemědělských inovací. Průzkum společnosti McKinsey v roce 2022 zjistil, že přibližně dvě třetiny amerických farem používají digitální systémy k řízení svých farem, ale pouze 15 % velkých farem a pouhá 4 % menších farem dosud významně investovalo do robotiky nebo automatizace. Fiocco očekává, že využití robotů v následujících letech dramaticky vzroste. Navzdory příslibu digitálních nástrojů a autonomních strojů je velkou překážkou cena. Další překážkou je konektivita. Roboti spolu potřebují komunikovat. Přesun dat do cloudu vyžaduje širokopásmový internet a ze vzdáleného pole, které pravděpodobně musí být bezdrátové. Bezdrátový internet a pozemní širokopásmové připojení však nejsou dostupné všude na americkém venkově. V rozvojových zemích je digitální propast ještě širší. Někteří zemědělci experimentují s edge computingem, síťovým designem, který ukládá data blíže k místu, odkud pocházejí. Odborníci však tvrdí, že v konečném důsledku musí být farmy připojeny ke cloudovým systémům. Zde je pohled na některé ze základních součástí vize autonomní farmy. Autonomní traktory Traktory, které mohou sázet, obdělávat a sklízet s malým, nebo jen vzdáleným lidským dohledem, se přesouvají od prototypu k praxi. Tradiční výrobci a technologické startupy uzavírají velké sázky. Monarch Tractor, firma z Livermore v Kalifornii, uvedla na trh plně elektrický traktor s "volitelným řidičem", který nyní pracuje na vinicích. Jeho model MK-V vydrží na jedno nabití běžet až 14 hodin a po šesti hodinách připojení bude opět připraven k použití. Farmwise, další kalifornská společnost, vyvinula mechanický pleč a kultivátor řízený umělou inteligencí, který využívá počítačové vidění a robotiku k identifikaci a vytrhávání plevele, a to ve dne i v noci, čímž snižuje potřebu herbicidů. V dubnu koupil společnost Farmwise salátový gigant Taylor Farms s odkazem na příslib této technologie snížit náklady na pracovní sílu a podpořit udržitelnější zemědělství. Společnost Deere & Co. zaujímá postupný přístup a přidává vrstvy automatizace, aby pomohla zemědělcům sžít se s technologií – a vidět okamžité výnosy – a zároveň dláždí cestu k plné autonomii. Některé z velkých postřikovačů společnosti Deere používají technologii "See & Spray", která zahrnuje počítačové vidění a strojové učení k cílení plevele na sóji, kukuřici a bavlníku. Je trénován na tisících snímcích, aby identifikoval plevel v reálném čase a přikázal jednotlivým tryskám, aby stříkaly pouze tam, kde je to potřeba, a snižuje používání herbicidů až o dvě třetiny, uvádí společnost. Třicet šest kamer namontovaných na postřikovacím rameni skenuje pole rychlostí 2 100 čtverečních stop za sekundu – daleko za hranicemi toho, co lidské oko zvládne. Využívání dat a umělé inteligence k analýze jednotlivých rostlin by se nakonec mohlo stát běžnou praxí v zemědělství. Farma o rozloze 5 000 akrů může obsahovat přibližně 750 milionů rostlin a výzvou je poskytnout každé z nich svůj díl něžné láskyplné péče. "Snímací technologie ve spojení s modely, ve spojení s automatizací a nakonec autonomií tam, kde to dává smysl – je zde spousta příležitostí," říká Sarah Schinckelová, ředitelka nových technologií ve společnosti se sídlem v Moline v Illinois. Roboti na sběr ovoce a drony Automatizace, která se nyní nejčastěji používá na velkých farmách s pšenicí nebo kukuřicí rozloženou v úhledných řádcích, je větší výzvou pro plodiny, jako je ovoce a bobule, které dozrávají v různou dobu a rostou na stromech nebo keřích. Údržba a sklizeň těchto takzvaných speciálních plodin je náročná na pracovní sílu. "U speciálních plodin by malá armáda plečkářů a sběračů mohla být brzy nahrazena pouze jedním nebo dvěma lidmi, kteří by na tuto technologii dohlíželi. To může být za deset let, ale je to směr, kterým se ubíráme," říká Fiocco z McKinsey. Křehké ovoce, jako jsou jahody a hrozny, představuje obrovskou výzvu. Tortuga, zemědělský technologický startup v Denveru, vyvinul robota, který tuto práci vykoná. Společnost Tortuga byla v březnu získána společností Oishii, která se zabývá vertikálním zemědělstvím. Robot se podobá vozítku NASA na Marsu s tlustými pneumatikami a prodlouženými pažemi. Kutálí se po záhonu jahod nebo hroznů a pomocí dlouhého klešťového ramene sáhne do vinné révy a odstřihne jednu bobuli nebo hrozen a opatrně je umístí do košíku. "Robotická sklizeň může nabídnout větší konzistenci a efektivitu než manuální práce a zároveň snížit náklady a řešit nedostatek pracovních sil, který ovlivňuje průmysl jako celek," uvedl v e-mailu Brendan Somerville, provozní ředitel a spoluzakladatel společnosti Oishii, a dodal, že dlouhodobou vizí společnosti je plně automatizovat své sklizňové operace. Izraelská společnost Tevel Aerobotics Technologies si klade za cíl pomoci pěstitelům ovoce snížit potřebu pracovní síly pomocí svých "létajících autonomních robotů", kteří dokážou prořezávat, prořezávat a sklízet plodiny. Pomocí umělé inteligence a strojového vidění roboti lokalizují ovoce, určí, zda je zralé, a poté ho utrhnou ze stromu. "Pěstitelé, kteří nepřijmou robotiku, nepřežijí – jednoduše nemají na výběr," říká generální ředitel a zakladatel společnosti Tevel Yaniv Maor. Rozšiřování však pro společnost zůstává nákladovou výzvou. Dálkový průzkum Země, obrazová analytika Drony a satelity, naváděné umělou inteligencí, mění farmy na operace založené na datech. Pořizováním podrobných snímků a údajů ze senzorů vytvářejí "digitální dvojčata" – virtuální repliky polí, které přesně ukazují, kde jsou plodiny příliš suché, příliš mokré nebo napadené chorobami či škůdci. Tato technologie umožňuje zemědělcům včas odhalit problémy a přesněji zacílit zásahy, snížit plýtvání a zvýšit výnosy. Zatímco části tohoto systému jsou již na svém místě, dalším krokem je plně propojená síť strojů, které nejen detekují problémy, ale učí se z nich. Ranveer Chandra, vedoucí pracovník společnosti Microsoft, který stál v čele zemědělských technologických aplikací, vidí budoucnost, kde traktory a drony pracují v tandemu, vykonávají úkoly, jako je výsadba nebo postřik, a zároveň neustále vkládají nová data do modelů umělé inteligence přizpůsobených podmínkám každé farmy. "Bude více automatizace, více využití dronů, více robotiky – nebudou to farmy bez farmářů, ale umělá inteligence výrazně zvýší produktivitu každého pěstitele," říká Chandra. "Pokaždé, když dron letí nebo traktor sází, shromažďuje data, která aktualizují vlastní jedinečný model umělé inteligence farmy." Přečtěte si více: