Наскільки активно сьогодні застосовується робототехніка в тепличному овочівництві, які рішення пропонує світовий і російський ринок, і чи зможуть роботи повністю замінити людей, розбирався кореспондент журналу « Агротехніка і технології ».
Сьогодні на російському тепличному ринку дуже активно застосовуються рухливі роботи і роботи-конвеєри, які виконують великий обсяг робіт. «На території Росії є кілька великих тепличних комплексів, на яких впроваджені подібні рішення. Причому все обладнання для роботизації виробництва імпортне », - розповів Андрій Грицьків, директор з розвитку компанії« РусАгроКомплекс »(зведення промислових і фермерських тепличних комплексів під ключ).
За його словами, спектр діяльності роботів великий: їх можна застосовувати для приготування субстрату, посіву насіння, попереднього обприскування рослин органічними добривами, знезараження рослин, збору готової продукції (розсади, овочів, фруктів) і її сортування, укладання, упаковки. Крім того, роботи здатні фіксувати кількість продукції, зважувати і транспортувати її на склад для реалізації, а також здійснювати переробку необхідної продукції.
В цілому, зазначає Андрій Грицьків, роботи дозволяють виключити присутність людини на 80% виробничих операцій у великих тепличних комплексах. «Різноманітність операцій, що виконуються роботами, націлене на організацію замкнутого виробничого циклу, де практично обходяться без людей, а роботи виконують більшу частину операцій: виробництво і висадку розсади, збір врожаю, сортування і пакування», - підкреслює фахівець.
Роботи в тепличному овочівництві поки не замінять людей повністю навіть на окремих ділянках
Робота для робота
Робототехніку в тепличному овочівництві можна розділити на дві категорії: роботи для сервісної зони та роботи для розсадних і овочевих відділень, звертає увагу Олександр Ачкасов, директор з інновацій НПФ «Фіто» (проектування і будівництво тепличних комплексів і енергоцентрів під ключ). Перша група, за його словами, вирішує завдання внутрішньої логістики і упаковки. Тут мова йде про взаємодію робота з тарою та упаковкою, тому в більшості випадків завдання мають слабко виражені галузеву специфіку, а рішення можуть будуватися на базі існуючих промислових роботизованих платформ. «Такі рішення відпрацьовані і все частіше зустрічаються на ринку, але відсоток реалізованих проектів з їх застосуванням поки ще невеликий, т. К. Їм доводиться конкурувати з менш гнучкими автоматичними лініями, на стороні яких, як правило, велика продуктивність і менша вартість», - зазначає Олександр Ачкасов.
Друга група, продовжує він, вирішує завдання моніторингу, догляду за рослинами і збирання врожаю. Тут уже мова йде про необхідність взаємодії робота з рослинами і, зважаючи на складність і специфічність завдань, все ще про прототипи, а не готових продуктах для ринку.
«Таким чином, в тепличному овочівництві роботи швидше рідкість, але загальний вектор на роботизацію не оминає галузь стороною, і з року в рік стає дедалі більше як нових ідей, так і подаються прототипів», - впевнений Олександр Ачкасов.
Більш перспективним і цікавим напрямком він вважає створення роботів для овочевих відділень. «Фонд оплати праці в тепличному овочівництві, в залежності від регіону, може становити від 20 до 50% від загальних витрат, - розповідає фахівець НПФ« Фіто ». - При цьому практично вся робота з плодовими та овочевими культурами здійснюється вручну і являє собою виконання однотипних повторюваних завдань, часто вимагаючи при цьому високого ступеня концентрації ».
Наприклад, як розповів Олександр Ачкасов, робот-скаут, використовуючи технології машинного зору, може підвищити точність і якість контролю за поточним станом рослин, а також ефективність їх біологічного захисту. «Мені відомі два прототипи робота даного типу, один з них - наш власний, - зазначає фахівець. - У перспективі за результатами обходу такий робот може видавати об'єктивну інформацію про якість вегетації і плодоношення, наявності та локалізації патологій і шкідників ».
Робот-різьбяр може допомогти у виконанні однієї з наймасовіших операцій в теплиці - видаленні листа, продовжує Олександр Ачкасов. За його словами, чиста швидкість по видаленню листа досвідченим працівником найближчим часом точно залишиться неперевершеною, але якщо говорити про продуктивність в тиждень і, наприклад, стоїть завдання дезінфекції ножа при переході від рослини до рослини, то тут вже робот може перевершити людини. «Мені відомий один прототип даного робота, роботи над ним ведуться більше 10 років, і, незважаючи на успіхи в умовах випробувальних теплиць, ринкове рішення ще не готове», - звертає увагу фахівець.
Ще один тип робота - робот-складальник, покликаний допомогти безпосередньо в зборі врожаю. «Існує більше п'яти прототипів подібних роботів, кожен з яких спеціалізується на своїй культурі», - говорить Олександр Ачкасов. Він підкреслює, що, як і в випадку з роботом-різьбярем, дані роботи поступаються в швидкості людині, але ставка робиться на можливість цілодобової роботи. «Таким чином, жоден з відомих мені розробляються в даний час прототипів не припускав заміну один в один поточних ролей людей на тепличному комбінаті. Це говорить про те, що роботи в тепличному овочівництві якщо і зможуть змінити склад і принцип робіт, то поки не замінять людей повністю навіть на окремій ділянці », - робить висновок фахівець НПФ« Фіто ».
Безумовно, оцінювати економічну вигоду без конкретних цифр за вартістю перерахованих вище рішень складно, переконаний Олександр Ачкасов. Але в сфері інноваційних розробок в цілому не можна просто порівнювати собівартість і робити висновки, адже інновації часто виходять за рамки економії та оптимізації, створюючи додану вартість у вигляді передбачуваності, прозорості та якості результату, підсумовує фахівець.
Фонд оплати праці в тепличному овочівництві може становити від 20 до 50% від загальних витрат
Націлені на інновації
Тепличне овочівництво завжди було одним з найбільш просунутих секторів сільського господарства, і цифрові технології там застосовуються досить давно, особливо в питаннях мікроклімату, розвиває тему Віктор Семенов, голова Наглядової ради ГК « Біла Дача »(Найбільший в Росії виробник салатів і овочів закритого грунту).
За його словами, новітні розробки дозволяють не просто вводити дані і забезпечувати полив, подачу добрив, вологісний і повітряний режими з допомогою електроніки. «Так, сьогодні є спроби поставити датчики на рослину, щоб воно само в режимі онлайн задавало потрібні йому параметри: більше / менше тепла, кількість води, конкретну вологість повітря», - ділиться Віктор Семенов.
Він звертає увагу, що в широкому сенсі під роботами розуміється щось механічне - посадити, зрізати рослину. Тут елементи роботизації застосовуються в вирощуванні салатів в горщиках на проточній гідропоніці. Наприклад, ГК « Біла Дача »В кінці 1990-х одна з перших застосувала ці технології у себе, однак, одна з перших і відмовилася від них. «Нас не задовольнила якість вирощуваних рослин, тому що при застосуванні проточною гідропоніки в середній смузі при штучному освітленні, якого взимку недостатньо, рослини виходять дуже слабкі і не тільки не підлягають додатковій переробці (помити, порізати салат), а й просто не доживають до магазину », - пояснює Віктор Семенов.
Саме тому було вирішено перейти на інші технології, де є можливість отримувати більше натурального світла. Зараз ГК « Біла Дача »Побудувала комплекс по вирощуванню салату в грунті, так як грунт був і залишається більш природним середовищем, ніж проточна гідропоніка. «Ми створили у себе роботизовану систему посіву і зрізання. Звичайно, роботи роблять все за заданою програмою. Проте, в майбутньому, особливо в мікрокліматі, що не агроном буде встановлювати режими і харчування рослини, а самі рослини через робототехніку зможуть визначати, що їм необхідно », - впевнений Віктор Семенов.
Спеціаліст зауважує, що в сільському господарстві кваліфікованих працівників знайти непросто. Тому у робототехніки є своя перспектива, хоча для розвитку цього напрямку потрібно значно більший капітал. «Поки для нас роботи не дають економічного ефекту, але" виробничий "ефект відчутний. Схожі технології є в Голландії і Іспанії. Але в тому поєднанні технологій, яке ми створили в Кисловодську, вони ніде в світі не зустрічаються », - задоволений Віктор Семенов.
У ГК « Біла Дача »З'єднали досвід багатьох країн і накрили тепличний комплекс японської плівкою F-clean, яка повністю пропускає ультрафіолет. «Це принципово важливо, т. К. Ультрафіолет не дозволяє рослинам швидко рости, при цьому дає їм силу, колір, смак, аромат, завдяки чому вони довше живуть. А для нас кожен день-два додаткового життя салату на полиці економічно дуже важливий », - підкреслює Віктор Семенов.
Також велику роль на виробництві грає автоматизація зон поливу, зазначає Андрій Грицьків з компанії «РусАгроКомплекс». За його словами, автоматична система поливу і дозації розроблена для автоматизованого управління щоденною подачею харчування і поливу рослин. За допомогою пристрою російського виробництва можна організувати окрему подачу поживних речовин на певні ділянки теплиці з контролем поливу за часом і за кількістю витрати розчину. «Використовуючи програму управління, можна оптимізувати полив протягом доби. Інтенсивність поливу можна автоматично коригувати, виходячи з зовнішніх параметрів: сонячної радіації, вологості, температури повітря в теплиці, ваги, дренажу, вологості субстрату », - пояснює фахівець.
Комп'ютерна програма управління кліматом і дозуванням поживних речовин забезпечує максимально необхідні пропорції змішування розчинів для рослин, продовжує Андрій Грицьків. Параметри живильного розчину підтримуються на заданому рівні за допомогою високоякісних вимірювальних приладів. «За допомогою програми можна задавати необхідні параметри управління поливом, кліматом і опалювальною системою, в тому числі подачею CO2 і всіма іншими інженерно-технологічними системами», - пояснює він.
В майбутньому самі рослини через робототехніку зможуть визначати, скільки харчування і тепла їм необхідно
Японські технології в Росії
В Японії агротехнічна компанія Spread займається створенням повністю роботизованої ферми з вирощування овочів. Однак, наприклад, Олександр Ачкасов з НПФ «Фіто» зазначає, що йому не відомо про існування таких виробництв в Росії. «Варто розуміти, що компанія Spread спеціалізується на вертикальних фермах з вирощування дрібних листових овочів. Це хоч і набирає популярність у світі сфера, але нечисленна і має відмінну від тепличного овочівництва специфіку », - додає він. Втім, на думку фахівця, зараз багато гучних заяв про можливість створення повністю автоматичного тепличного виробництва до 2030 року, що на рівні прототипу на відносно невеликій площі виглядає цілком здійсненним.
До речі, недавно стало відомо, що корпорація Panasonic (світовий лідер в області розробки електронних технологій і рішень для споживчої електроніки, житлового будівництва, автомобільної промисловості та різних галузей економіки і бізнесу) спільно з МГУ ім. М. В. Ломоносова займуться локалізацією японських технологій для вертикальних міських теплиць в Росії.
Відповідне партнерську угоду компанія Panasonic Росія і Хімічний факультет Московського державного університету підписали на форумі Open Innovation-2018 в «Сколково», розповів Герман Гаврилов, керівник відділу розвитку бізнесу та інтегрованих рішень Panasonic Росія. Одним з пріоритетних напрямків спільної роботи стане створення високотехнологічних вертикальних теплиць для вирощування овочів в просторах міських будівель. Дослідження фахівців МДУ допоможуть оптимізувати склад ґрунтових субстратів і натуральних поживних розчинів для отримання багатих на вітаміни овочів, чиї смакові характеристики будуть відповідати пристрастям споживачів з різних російських регіонів.
За словами Йоіті Такаки, заступника генерального директора Panasonic в Росії, компанія вже може похвалитися конкретними результатами у локалізації технологій на території країни, зокрема, вертикального овочівництва. Так, в «Сколково» створений робочий прототип теплиці, забезпечено стабільне урожай різних сортів зелені і редиски, пройдена вся необхідна сертифікація. Передбачається, що співпраця з МДУ ім. М. В. Ломоносова зміцнить дослідну складову цього проекту, адже в розпорядженні хімічного факультету університету знаходиться широка база як для фундаментальних досліджень, так і для прикладних розробок, в тому числі, в області поточного аналізу водних середовищ та аналізу грунтів.
Ідея виробництва овочів в закритих контрольованих умовах з LED-освітленням набирає популярність в Росії. Широка географія і кліматичні особливості нашої країни роблять вирощування овочів безпосередньо в місці споживання особливо актуальним, оскільки їх транспортування призводить до втрати більшої частини вітамінів і є складним і витратною справою, розповіли в «Сколково».
Panasonic розвиває напрямок тепличного овочівництва в світі протягом останніх кількох років. Один з найбільших і найбільш успішних проектів - «фабрика салатів», яку компанія запустила в 2014 році в Сінгапурі. Сьогодні Panasonic планує розробити ефективну модель нового бізнесу по вертикальному вирощування в міському середовищі спеціально для російського ринку. Передбачається, що до проекту долучаться російські стартапи і найбільші науково-дослідні інститути. Так, в 2016 році Panasonic приступив до спільної роботи з кластером біомедичних технологій Фонду «Сколково». І вже через рік в будівлі технопарку на території 75 кв. м. була обладнана агролабораторія. Саме там створена пілотна вертикальна теплиця для різних культур з системою онлайн-прогнозування росту рослин і моніторингу всіх основних параметрів (зміни CO2, вологості, температури, енергоспоживання), яка стане майданчиком для спільної роботи з МДУ ім. М. В. Ломоносова.
LED-освітлення в теплицях не тільки економить електроенергію, а й дозволяє розділити світлові спектри
Дійсно великих успіхів в роботизації слід очікувати саме від фітотронах і вертикальних ферм, переконаний голова Наглядової ради ГК « Біла Дача »Віктор Семенов. «Адже сьогодні LEDи (світлодіоди) не тільки економлять електроенергію, але і дозволяють розділити світлові спектри, даючи рослині конкретний спектр, - підкреслює він. - Мінімізуючи світлові потоки, вони передають потрібний для якості рослини спектр, який воно поглинає. Тому для різних видів салатів і зелених культур можливості роботизації нескінченні ».
«В Японії мені доводилося бачити зрізання в ручному режимі, - продовжує Віктор Семенов. - Але розробляються системи, коли можна робити це в полуроботізірованном вигляді (вручну знімається лоток, вставляється в лінію і далі все автоматизовано: зрізка, упаковка і т. Д.) ». Зараз вертикальні ферми поширюються в великих містах, таких як Нью-Йорк, Токіо, тому що тут вигадувати логістика, пояснює фахівець. «Свіжа продукція виробляється всередині величезного мегаполісу. Ви підводите до ферми тільки воду, електроенергію, насіння і тут же ставите процесу транспортування. За рахунок цього можна підвищити маржинальність », - міркує голова Наглядової ради ГК« Біла Дача ».
В цілому ж Віктор Семенов впевнений, що в найближчі рік-два в світлодіодах відбудуться ще додаткові інноваційні прориви, і ці технології змінять салатний і тепличний бізнес.