Yanmar memimpin proyek robotika pertanian untuk mengembangkan sistem 'SMASH'

Pertanian di masa depan akan melihat peningkatan penggunaan teknik pertanian yang tepat secara ilmiah, di mana "agro-bot" otomatis memantau, merawat, dan mengolah lahan, menggunakan teknologi canggih yang dirancang untuk membantu memaksimalkan hasil dan meminimalkan penyakit.

Dengan pengalamannya yang luas dalam otomatisasi dan mekanisasi pertanian, spesialis agritech Yanmar sekarang menunjukkan jalan dalam penelitian robotika lapangan tingkat lanjut.

Waktunya berubah di zaman kita yang terus berubah?

Sulit untuk memikirkan sektor ekonomi yang lebih penting daripada pertanian. Ini adalah industri yang secara langsung mempengaruhi kehidupan semua orang di seluruh dunia, meskipun menghadapi tantangan dari semua sisi.

Perubahan suhu dan curah hujan mempengaruhi hasil panen; petani dan pekerja pertanian secara langsung terkena dampak cuaca ekstrem, sementara jutaan lainnya dalam pekerjaan yang berhubungan dengan makanan sudah merasakan dampak dari perubahan iklim kita.

Selain itu, konsumen saat ini semakin sadar akan masalah bahan kimia yang digunakan dalam memproduksi makanan mereka dan menuntut produksi berkelanjutan dari produk yang lebih enak dan berkualitas lebih tinggi.

Menemukan cara terbaik untuk mengatasi masalah ini dan sementara memenuhi tekanan lingkungan menyebabkan banyak pemerintah beralih ke spesialis otomasi dan pakar teknologi untuk mencoba dan meningkatkan nasib petani, memenuhi permintaan konsumen, dan mengatasi berbagai tantangan yang dihadapi industri.

Penelitian pertanian cerdas dengan SMASH di Italia

Peningkatan otomatisasi dan teknologi dalam pertanian bukanlah hal baru dalam dirinya sendiri – bahkan, itu telah terjadi sejak Revolusi Industri.

Namun yang baru adalah bagaimana teknologi digunakan untuk mengatasi masalah yang berkaitan dengan pengendalian penyakit makanan dan pola cuaca yang tidak stabil.

Fokusnya sekarang adalah mencapai hasil yang diinginkan dengan cara yang ramah lingkungan, dengan fokus berkelanjutan pada pengurangan jumlah dan jenis bahan kimia yang digunakan.

Kekeringan, banjir dan munculnya hama dan penyakit baru, bagaimanapun, sekarang menjadi ancaman di semua benua. Bahkan Eropa menghadapi tantangan di seluruh sistem pertaniannya.

Hal ini terutama berlaku di negara-negara seperti Italia, yang menghadapi penurunan 57 persen dalam panen zaitun 2018 – yang terburuk dalam 25 tahun – sebagai akibat dari perubahan iklim, menurut para ilmuwan.

Dengan fasilitas penelitian Eropa yang terletak di perbukitan di atas Florence, Italia, Yanmar R&D Europe berada di tempat yang tepat untuk fokus pada berbagai studi berbasis lapangan guna memberikan nilai tambah bagi industri pertanian – dan bahkan mungkin menarik generasi baru pekerja ke tanah.

Ini termasuk proyek “SMASH” selama dua tahun senilai €4 juta yang dilaksanakan bekerja sama dengan 10 mitra teknologi untuk mengembangkan “ekosistem” pertanian bergerak untuk memantau, menganalisis, dan mengelola tanaman pertanian.

Berikut adalah daftar mitra lain yang terlibat dan peran mereka dalam proyek SMASH:

• EDI:Perusahaan teknik mesin dan elektronik yang membantu mengembangkan basis seluler sistem robot.
• AvMap:teknologi dan sensor untuk navigasi basis seluler.
• Dasar:transmisi data, pemrosesan data, penyimpanan data cloud.
• Seintech:analisis data, penambangan data, dan pembelajaran mesin.
• Universitas Florence, Departemen Pertanian:pengembangan efektor akhir.
• IIT (Institut Teknologi Italia):sistem robot (Plantoid) untuk memantau dan menganalisis tanah.
• Sant'Anna Bio Robotic Institute:pengembangan manipulator untuk dipasang di lengan robot, untuk mengumpulkan sampel dan memanipulasi item.
• Copernico:persiapan drone untuk pemantauan dan pemetaan.
• DORIAN:teknologi dan algoritme untuk visi mesin.
• Giuntini Filippo:ahli agronomi.

Akronim “SMASH” adalah singkatan dari “Smart Machine for Agricultural Solutions Hightech”, dan proyek ini dibiayai bersama oleh pemerintah lokal Tuscany.

Ini terdiri dari pengembangan platform robotik modular yang menggunakan teknologi komunikasi informasi terbaru untuk memeriksa tanaman dan tanah, menganalisis informasi yang dikumpulkan, dan memberikan informasi yang jelas dan dapat ditindaklanjuti kepada petani untuk mendukung pengelolaan tanaman.

Salah satu dari banyak peran Yanmar adalah mengembangkan sistem kontrol untuk lengan robot multiguna untuk manipulasi bergerak (termasuk penyemprotan presisi), integrasi sensor untuk teknologi penentuan posisi, dan navigasi otonom serta pengembangan perangkat lunak untuk kontrol basis seluler sistem (bekerja sama dengan mitra lain ).

Untuk insinyur pemodelan dan kontrol YRE, Manuel Pencelli, mengembangkan prototipe agro-bot yang dapat digunakan untuk memantau dan mengendalikan tanaman, mengambil sampel tanah untuk analisis, dan secara akurat menargetkan bahan kimia pertanian untuk aplikasi presisi, membutuhkan banyak bidang keahlian yang berbeda sejak awal. proyek.

Pencelli mengatakan:“Ada banyak mitra yang terlibat selama ini. Kami membutuhkan keahlian mekanik untuk mengembangkan struktur kendaraan, dan banyak ahli 'komunikasi' karena kami memiliki banyak perangkat yang perlu 'berbicara' satu sama lain.

“Titik awal kami sebenarnya adalah kendaraan pelacak yang awalnya dibuat untuk bergerak di sepanjang pantai dan membersihkan garis pantai!”

Ada dua prototipe SMASH yang berfungsi – satu untuk tanaman anggur dan yang lainnya untuk bayam – untuk mencakup dua jenis tanaman berbeda yang awalnya direncanakan untuk penelitian.

Yang pertama telah menjalani pengujian yang signifikan di sebuah peternakan kebun anggur di provinsi Pisa, di mana Manuel berperan penting dalam menunjukkan kemungkinan yang dapat ditawarkan ekosistem robotik ini kepada para petani.

Pencelli mengatakan:“SMASH bukanlah satu mesin, tetapi serangkaian perangkat yang berbeda termasuk robot, stasiun pangkalan, drone, dan sensor lapangan yang bersama-sama memberikan informasi penting untuk membantu petani.

“Seorang petani dapat memprogram tugas yang dia ingin SMASH lakukan, dan saat dia terlibat dalam aktivitas lain, mesin ini dapat bergerak secara mandiri, memantau tanaman, mendeteksi dan mengobati penyakit, dan menghemat waktu petani atau pekerjanya secara signifikan dalam ladang memeriksa tanaman secara manual.”

Pemetaan dan pemantauan, penyiangan dan pemberian pakan

SMASH terdiri dari pangkalan bergerak, lengan robot yang menampilkan manipulator dan sistem penglihatan, drone, dan stasiun darat tambahan. Bayangkan sebuah sistem yang dirancang untuk berfungsi di berbagai teknologi pertanian presisi, menawarkan wawasan khusus tentang geomatika, robotika, penambangan data, pembelajaran mesin, dan sebagainya, sambil mempertimbangkan masalah lingkungan dan sosial yang dihadapi petani.

Untuk Pencelli, kemungkinan SMASH tidak terbatas. Dia mengatakan:“Selain semua fungsi yang dapat dilakukan oleh lengan robot, kami juga memiliki beberapa alat tambahan yang dapat dipasang di bagian belakang kendaraan untuk penyiangan mekanis, atau mengerjakan tanah, saat bergerak.

“Pekerjaan ini dapat dilakukan secara bersamaan, bersamaan dengan pemantauan dan pendeteksian.”

Keahlian Yanmar adalah dalam pengembangan perangkat lunak untuk agro-bot dan integrasi serta pemasangan semua komponen pihak lain.

Ini adalah kumpulan elektronik yang rumit, dengan kabel, sensor, kamera, penerima GPS, dan beberapa motor listrik – delapan di antaranya – bersaing memperebutkan ruang.

Namun semuanya berhasil – bahkan di kebun anggur berlumpur di akhir Februari, tempat sistem kemudi independen dan traksi superior ditunjukkan di berbagai medan.

Pencelli menambahkan:“Penggabungan sensor adalah salah satu aspek yang paling menantang dari proyek ini.

“Karena kami memiliki lingkungan yang sangat khusus di dalam ladang, di mana sejumlah variabel dapat berubah, seperti infrastruktur, tanah, bentuk ladang, dan bahkan pekerja lain yang bergerak di sekitar agro-bot.

“Jadi, lokalisasi kendaraan, meningkatkan kekokohan dan memahami kendala fisiknya menarik – seperti kecepatan, sudut kemudi, posisi, dan komunikasi antara perangkat terpasang yang terpasang – semua aspek ini dapat memengaruhi gerakan. kendaraan.”

Kekuatan dalam jumlah

YRE juga bergabung dengan Departemen Pertanian Universitas Florence untuk lebih memajukan kegiatan penelitian di lapangan.

Universitas ini memiliki pengalaman yang signifikan dalam pengelolaan tanaman berkelanjutan, setelah baru-baru ini menyelesaikan proyek Rhea yang didanai Uni Eropa yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas tanaman, kesehatan dan keselamatan bagi manusia, dan mengurangi biaya produksi dengan menggunakan armada robot kecil yang heterogen – darat dan udara – dilengkapi dengan sensor canggih, efek akhir yang disempurnakan, dan algoritme kontrol keputusan yang ditingkatkan.

Untuk proyek SMASH, Profesor Marco Vieri dari universitas percaya bahwa pendekatan holistik untuk penelitian diperlukan, di samping memungkinkan teknologi terbaru.

Dia mengatakan:“Pertanian menyediakan makanan, pakan, serat, dan bahan bakar bagi manusia, tetapi kita juga harus mempertimbangkan masalah pedesaan, budaya, dan sejarah.

“Dulu, ada kalender tahunan untuk kegiatan pertanian, tetapi pola pikir baru diperlukan saat ini yang memungkinkan kita untuk mengontrol dan mengurangi risiko seperti kekeringan, hama, dan banjir.

“Kami perlu mengeksplorasi peningkatan otomatisasi tidak hanya untuk meningkatkan dan meningkatkan jumlah produk, tetapi juga untuk menerapkan nilai tambah.

“Yanmar berbagi visi kami untuk membantu petani mewujudkan produksi yang sehat dan bernilai tinggi dengan sistem teknologi yang benar, jadi bagian kami di SMASH adalah mengembangkan peralatan dan efektor untuk dua skenario kebun anggur dan tanaman ladang hortikultura seperti bayam.

“Kami memiliki pengetahuan luas tentang mesin pertanian dan kemungkinan teknologi baru, jadi ini tentang membantu mengurangi penggunaan pestisida yang tidak aman bagi mikroorganisme tanah dan tanaman, sekaligus meningkatkan tingkat nutrisi dan bakteri yang berguna.”

Dapat dikatakan bahwa petani berada di garis depan perdebatan seputar iklim, emisi, dan keberlanjutan.

Bahkan dalam hal tanaman bernilai tinggi seperti anggur, zaitun, dan kacang-kacangan yang ditemukan di wilayah Italia ini, sulit untuk menentang penggunaan pertanian otomatis dan terhubung untuk menyatukan data ilmiah dan kebutuhan petani.

Lagi pula, robot dapat bekerja 24 jam sehari, dampak yang ditimbulkan lebih kecil pada tanah dibandingkan traktor karena ukurannya yang lebih kecil.

Bayangkan armada robot berukuran kecil dari traktor konvensional dan mudah untuk melihat kemungkinan yang dapat ditawarkan oleh pertanian presisi berbasis teknologi AI di tahun-tahun mendatang.

Penggunaan drone untuk memetakan ladang dan memeriksa tanaman; dan agro-bot untuk memanen buah, menabur benih, mengidentifikasi dan merawat gulma dengan dosis pestisida dan pupuk yang tepat – ini semua tentang upaya penargetan hanya di area yang membutuhkan pekerjaan, yang memungkinkan pengurangan tenaga kerja, biaya modal dan emisi sebagai hasilnya .

Dengan penelitian berkelanjutannya tentang robotika pertanian canggih, Yanmar mengambil tantangan untuk menunjukkan kemungkinan dan manfaat potensial dari peningkatan teknik pertanian presisi di masa depan.

Apakah traktor otomatis dan robot yang bekerja di ladang akan menjadi pemandangan yang tidak asing lagi masih harus dilihat, tetapi sulit untuk membantah penggunaan teknologi untuk meningkatkan kualitas dan hasil bumi secara berkelanjutan.

Dan jika suara drone melayang di atas tanaman berarti bahwa petani dapat mengidentifikasi pola pertumbuhan dan kebutuhan nutrisi, dan kemudian mengirimkan pestisida dan pupuk dengan akurasi tepat dengan armada robot, maka pasti itu akan menjadi tambahan yang bagus untuk alat tersebut. saat ini digunakan di bidang kami.