Ang Great Lakes Fruit, Vegetable & Farm Market EXPO ay lubos na nakakatuwang ngayong taon.
Naramdaman ko ang enerhiya sa paligid at sa loob ko – pagkatapos ng isang taon o dalawang walang kumperensya hindi ko napagtanto kung gaano ko na-miss ang makasama ang ibang mga grower at ag professional. Siguradong masarap sa pakiramdam.
Pinagsama-sama ni Dan Brainard sa Michigan State University Horticulture ang ilan sa mga pinakamahusay at pinakamaliwanag sa aming rehiyon upang pag-usapan ang tungkol sa pagkontrol ng damo, at sa pamamagitan ng magic ng teknolohiya ay narinig din namin mula sa isang eksperto sa California. Sa artikulong ito, ilalarawan ko ang mga pangunahing uri ng robotic weeders, mga halimbawa ng kung ano ang kaya nila at kung paano ginagamit ang mga ito sa komersyo sa California.
Si Steve Fennimore mula sa University of California, Davis ay nakikipagtulungan sa mga grower na gumagamit ng mga weeding robot na ito sa mga gulay. Una ay gumawa siya ng ilang pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang uri ng robotic weeders. Ang una, na may pinakamababang antas ng pagiging kumplikado, ay mga hitches na ginagabayan ng camera (larawan 1). Ang mga ito ay hinihila sa likod ng isang traktor sa pamamagitan ng three-point hitch at ang toolbar ay inilipat sa kaliwa at kanan (patayo sa direksyon ng paglalakbay) ng mga hydraulic cylinder. Ang paggalaw ay kinokontrol ng mga camera na "nakikita" ang crop, na pinapanatili ang mga tool na nakasentro sa hilera ng crop. Ang mga weeder na ginagabayan ng camera ay pinapanatili lamang ang mga tradisyonal na tool sa pag-weeding na nakasentro sa hilera.
Susunod, na may intermediate na antas ng pagiging kumplikado, ay mga in-row na robotic weeder na naka-mount sa tractor (larawan 2, nakalarawan sa itaas). Ang mga ito ay hinihila din sa likod ng traktor sa pamamagitan ng three-point hitch, gayunpaman, hindi sila gumagamit ng tradisyonal na mga tool sa pag-weeding, sa halip, mayroong camera para sa bawat hilera at ginagabayan ng camera ang isang piraso ng bakal na gumagalaw sa pagitan ng mga indibidwal na halaman. Ang mga in-row na robotic cultivator na naka-mount sa tractor ay nangangailangan ng isang tao upang magmaneho ng traktor o upang kontrolin ito.
Ang panghuling uri ng weeding robot, na may pinakamalaking antas ng pagiging kumplikado, ay mga autonomous robotic weeders (larawan 3). Ang mga makinang ito ay hindi nangangailangan ng traktor o operator at sa sandaling naipasok ang isang mapa ng field, sila ay gumagalaw nang mag-isa sa field sa loob ng maraming oras, araw o gabi. Sa ngayon, ang mga autonomous na robotic weeding machine na ito ay maaaring magdala ng mga tradisyunal na tool sa pag-weeding (mga sweep, finger-weeder, atbp.) at hindi ang mga blades na kontrolado ng camera na humaharang sa pagitan ng bawat halaman.
Si Fennimore ay nagsagawa ng maraming pagsubok, at ibinahagi niya ang kanyang data tungkol sa oras na kinakailangan para sa bawat tool. Ang pagpapalago ng isang ektarya ng lettuce ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang $439 bawat ektarya para magbunot ng damo. Sa kabuuang oras ng pag-weeding na ito, ang hand weeding ay nangangailangan ng 68%, 9% ay para sa tractor cultivation, at 22% ay herbicide application. Ang hand weeding ay ang pangunahing gastos sa pagkontrol ng damo.
Tinukoy ni Fennimore ang tatlong magkakaibang robotic weeders na ginagamit sa California. Ang Stout (larawan 2) ay isang in-row robotic weeder na naka-mount sa tractor. Ang Titan (larawan 4) ay isa ring tractor-mounted in-row robotic weeder ngunit ito ay may sariling traktor, at ang Dino ay isang autonomous robotic weeder na may mga tradisyonal na tool (larawan 3). Ibinahagi ni Fennimore ang mga resulta ng mga pagsubok na natapos niya at ni Richard Smith na nagpapakita kung ano ang magagawa ng tatlong makinang ito.
Ang pagganap ng mga makina ay nagbabago (tulad ng pagsasaka). Halimbawa sa isang pagsubok sa isang komersyal na larangan, inalis ng makina ng Titan ang 69% ng mga damo sa hanay at binawasan ang oras ng pag-alis ng kamay ng halos kalahati (kumpara sa tradisyonal na paglilinang sa pagitan ng mga hilera), ngunit sa isa pang pagsubok ay inalis lamang nito ang 31% ng mga damo. sa hilera at nabawasan ang oras ng hand weeding ng humigit-kumulang 10%.
Sa isa pang pagsubok sa pananaliksik, ang paglilinang ng traktor sa pagitan ng hilera ay nag-alis ng 66% ng mga damo sa ibabaw ng kama at ang Titan ay nagtanggal ng 91%. Sa pagsubok na ito, binawasan ng Titan ang hand weeding ng halos kalahati kumpara sa between-row tractor cultivation. Sa isa pang komersyal na field trial inalis ng Stout ang 98% ng in-row na mga damo at binawasan ang oras ng hand weeding ng humigit-kumulang kalahati kumpara sa between-row tractor cultivation (bagaman sa isa pang pass ay binawasan nito ang mga damo ng 52% - muli, ang mga resulta ay variable). Ang Dino ay nilagyan ng finger weeders, at inalis nito ang 61% ng mga damo kumpara sa between-row tractor cultivation na nagtanggal ng 41% ng mga damo.
Humanga si Fennimore sa kakayahan ng mga makinang ito na gumana nang tumpak sa mga patlang na may mataas na densidad ng damo. Noong Hulyo, nagkaroon ng lettuce field na napuno ng purslane (larawan 5). Naisip niya na kailangan nilang kanselahin ang pagsubok dahil hindi matukoy ng computer ang pagkakaiba sa pagitan ng mga halaman ng lettuce at mga damo, ngunit naisip ng kumpanyang Stout na magagawa ito. Ang karaniwang paglilinang ng traktor ay epektibong nag-alis ng wala sa mga damo sa hanay, ngunit inalis ng Stout ang 76% ng mga in-row na mga damo. Sa mataas na densidad ng mga damo ay tumagal ito ng mahabang panahon upang makarating sa field - ang karaniwang paglilinang ng traktor ay nangangailangan ng 78 oras bawat ektarya samantalang ang Stout ay nangangailangan ng 30 oras bawat ektarya. Bagama't sa pangkalahatan, natuklasan ng mga grower sa paligid ni Steve na ang mga robotic weeder na nakakabit sa tractor ay maaaring magtanim ng 10-acre field sa loob ng 8-10 oras.
Sinabi ni Fennimore na bilang isang Extension specialist ay nagmamalasakit siya sa mga gastos sa produksyon; kahit na ang mga robotic weeders na ito ay gumagawa ng kababalaghan, kung sila ay nagdaragdag ng mga gastos sa produksyon ng masyadong maraming, sila ay hindi mabuti para sa mga grower.
Binanggit niya ang isang pag-aaral na naghahambing sa mga gastos ng robotic weeders sa hand weeding sa lettuce (Tourte et al., sa pagsusuri). Inaakala nila na nagkakahalaga ito ng average na $161 kada ektarya para mag-hand weed lettuce. Pagkatapos ay inisip nila ang mga gastos para sa tatlong magkakaibang uri ng in-row na robotic weeder na naka-mount sa tractor - nag-iba sila mula $166-$204 bawat ektarya (kabilang ang isang traktor, operator, gastos ng makina at pagpapanatili). Maaaring bawasan ng paggamit ng mga makinang ito ang mga gastos sa hand weeding sa $100 kada ektarya, ngunit ang kabuuang gastos para sa pagkontrol ng damo gamit ang mga robotic weeder ay mula $266-$304 kada ektarya.
Nangangahulugan ito na ang paggamit ng robotic weeders ay nagkakahalaga ng higit pa kaysa sa hand weeding. Kaya bakit ang ilang mga grower sa California ay gumagamit ng mga robotic weeders na ito?
Nag-research at nag-iisip si Fennimore para malaman kung bakit. Natagpuan niya ang isang survey ng CEO's na nagtatanong sa kanila kung bakit gusto nilang gamitin ang teknolohiya (Economist, 1/16/21). Sinabi nila na ang mga makina ay maaaring mabawasan ang panganib (mas kaunting mga tao ang masaktan), maging mas maaasahan kaysa sa mga empleyado at makakatulong sa paggawa ng mga gastos na mas predictable. Bukod pa rito, ang mga herbicide ay nagpapakita ng lumiliit na kita at mas kaunting mga kabataan ang naghahangad na maging hand weeders.
Dahil ang mga robotic weeder na ito ay nangangailangan ng pamumuhunan (isang karaniwang Stout na modelo ay $350,000) kinokontrata ng ilang kumpanya ang paggamit ng makina – katulad ng kung paano ka kukuha ng custom na sprayer o harvester.
Sa ngayon, ang mga autonomous robotic weeder na ito at in-row na robotic weeder na naka-mount sa tractor ay nakakonsentra sa pinakamalaking lugar na gumagawa ng gulay sa ating bansa sa Southern California at Arizona. Ngunit nakipag-usap ako sa CEO ng Stout, si Brent Shedd, at sinabi niya sa akin na mayroon silang mga makina sa Florida at Georgia, at interes mula sa Midwest. Kaya makikita natin kung paano kumalat ang mga robotic weeders na ito.
— Sam Hitchcock Tilton, VGN correspondent