ヤンマーは「SMASH」システムを開発するために農業ロボットプロジェクトを主導しています

将来の農業では、収穫量の最大化と病気の最小化に役立つように設計された高度な技術を使用して、自動化された「アグロボット」が土地を監視、処理、処理する、科学的に正確な農業技術の使用が増えるでしょう。

自動化と農業機械化の豊富な経験により、農業技術のスペシャリストであるヤンマーは現在、高度なフィールドロボティクス研究の道を示しています。

変化する時代の変化の時ですか？

農業よりも重要な経済部門を考えるのは難しいです。これは、あらゆる側面からの課題に悩まされているにもかかわらず、世界中のすべての人の生活に直接影響を与える業界です。

気温と降水量の変化が作物の収穫量に影響を与えています。農民や農業労働者は異常気象の影響に直接さらされていますが、食品関連の仕事でさらに何百万人もの人々がすでに気候変動の影響を感じています。

さらに、今日の消費者は、食品の生産に使用される化学物質の問題をますます認識しており、これまで以上においしく、より高品質の農産物の持続可能な生産を求めています。

これらの問題に対処する最善の方法を見つけ、環境圧力に対応しながら、多くの政府が自動化の専門家や技術の専門家に頼って、多くの農家を改善し、消費者の要求に応え、業界が直面する無数の課題に取り組んでいます。

イタリアでのSMASHによるスマート農業研究

もちろん、農業における自動化とテクノロジーの向上は、それ自体が目新しいことではありません。実際、産業革命以来ずっと続いています。

しかし、新しいのは、食品の病気の制御と不安定な気象パターンに関連する問題に取り組むためにテクノロジーがどのように使用されているかです。

現在、環境的に持続可能な方法で望ましい収量を達成することに焦点が当てられており、使用される化学物質の量と種類を減らすことに継続的に焦点が当てられています。

しかし、干ばつ、洪水、そして新しい害虫や病気の出現は、今やすべての大陸にとって脅威となっています。ヨーロッパでさえ、その農業システム全体で課題に直面しています。

科学者によると、これは、気候変動の結果として、2018年のオリーブの収穫で57％の急落に直面したイタリアなどの国に特に当てはまります。これは25年で最悪です。

イタリアのフィレンツェの丘の上にあるヨーロッパの研究施設を備えたヤンマーR＆Dヨーロッパは、農業産業に付加価値をもたらすために、さまざまなフィールドベースの研究に焦点を当てるのに適しています。土地。

これには、農作物を監視、分析、管理するためのモバイル農業「エコシステム」を開発するために10のテクノロジーパートナーと協力して実施されている2年間の400万ユーロの「SMASH」プロジェクトが含まれます。

関係する他のパートナーとSMASHプロジェクトでの彼らの役割のリストは次のとおりです。

• EDI：ロボットシステムのモバイルベースの開発を支援した機械および電子エンジニアリング会社。
• AvMap：モバイルベースナビゲーション用のテクノロジーとセンサー。
• ベース：データ送信、データ処理、クラウドデータストレージ。
• Seintech：データ分析、データマイニング、機械学習。
• フィレンツェ大学農学部：エンドエフェクターの開発。
• IIT（イタリア工科大学）：土壌を監視および分析するためのロボットシステム（Plantoid）。
• Sant’Anna Bio Robotic Institute：ロボットアームに取り付けられ、サンプルを収集してアイテムを操作するマニピュレーターの開発。
• コペルニコ：監視とマッピングのためのドローンの準備。
• DORIAN：マシンビジョンのテクノロジーとアルゴリズム。
• Giuntini Filippo：農業工学者。

頭字語「SMASH」は「SmartMachineforAgricultural Solutions Hightech」の略で、このプロジェクトはトスカーナ地方自治体によって共同出資されました。

これは、最新の情報通信技術を使用して作物や土壌を調査し、収集した情報を分析し、作物管理をサポートするために農民に明確で実用的な情報を提供するモジュール式ロボットプラットフォームの開発で構成されています。

Yanmarの多くの役割の1つは、モバイル操作（精密スプレーを含む）用の多目的ロボットアームの制御システムの開発、位置決め技術用のセンサー統合、およびシステムのモバイルベースの制御用の自律ナビゲーションとソフトウェア開発（他のパートナーとの協力）でした。 。

YREのモデリングおよび制御エンジニアであるManuelPencelliは、作物の監視と制御、分析用の土壌サンプルの採取、精密なアプリケーションのための農薬の正確なターゲティングに使用できるプロトタイプのアグロボットを開発し、当初からさまざまな専門分野を必要としていました。プロジェクト。

ペンチェッリは次のように述べています。車両の構造を開発するには機械的な専門知識が必要でした。また、相互に「通信」する必要のあるデバイスがたくさんあるため、多くの「通信」の専門家が必要でした。

「私たちの出発点は、実際には、もともとビーチに沿って移動し、海岸線を掃除するために作られた追跡車両でした！」

当初研究が予定されていた2種類の作物をカバーするために、2つの実用的なSMASHプロトタイプがあります。1つはブドウ用、もう1つはほうれん草用です。

前者はすでにピサ県のブドウ園で重要なテストを受けており、マヌエルはこのロボット生態系が農家に提供できる可能性を実証するのに役立ちました。

Pencelli氏は次のように述べています。「SMASHは単一のマシンではなく、ロボット、基地局、ドローン、フィールドセンサーなど、農家を支援するための重要な情報を提供する一連のさまざまなデバイスです。

「農民は、SMASHに実行させたいタスクをプログラムできます。また、他の活動に携わっている間、この機械は自律的に動き、作物を監視し、病気を検出して治療し、農民やその労働者の時間を大幅に節約できます。フィールドは手動で作物をチェックします。」

マッピングとモニタリング、除草と給餌

SMASHは、モバイルベース、マニピュレーターとビジョンシステムを備えたロボットアーム、ドローン、および補助地上局で構成されています。農民が直面している環境的および社会的問題を考慮しながら、地理学、ロボット工学、データマイニング、機械学習などに関する特定の洞察を提供する、さまざまな精密農業技術にわたって機能するように設計されたシステムを想像してみてください。

Pencelliにとって、SMASHの可能性は無限大です。彼は次のように述べています。「ロボットアームで実行できるすべての機能に加えて、機械的な除草や移動中の土壌の処理のために、車両の背面に取り付けることができるアタッチメントもいくつかあります。

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「この作業は、監視と検出と同時に行うことができます。」

ヤンマーの専門知識は、アグロボットのソフトウェア開発と、他のすべての関係者のコンポーネントの統合とインストールにあります。

ワイヤー、センサー、カメラ、GPS受信機、複数の電気モーター（そのうち8つ）が宇宙を争う複雑な電子機器の塊です。

しかし、それはすべて機能します。2月下旬の泥だらけのブドウ園でも、さまざまな地形で独立したステアリングシステムと優れたトラクションが実証されています。

Pencelli氏は次のように付け加えています。「センサーフュージョンは、このプロジェクトの最も困難な側面の1つでした。

「フィールド内には非常に特殊な環境があるため、インフラストラクチャ、土壌、フィールドの形状、さらにはアグロボット内を移動する他の労働者など、さまざまな変数が変化する可能性があります。

「したがって、車両の位置を特定し、車両の堅牢性を向上させ、その物理的制約を理解することは興味深いものでした。たとえば、速度、操舵角、搭載されたデバイスの配置、および搭載されたデバイス間の通信など、これらすべての側面がモーションに影響を与える可能性があります。車両の。」

数字の強さ

YREはまた、この分野での研究活動をさらに進めるために、フィレンツェ大学の農業学部と協力しました。

大学は持続可能な作物管理において豊富な経験を持っており、最近、EUが資金提供するRheaプロジェクトを完了しました。このプロジェクトでは、作物の品質、人間の健康と安全を改善し、地上と空中の小型の異種ロボットを使用して生産コストを削減しました。高度なセンサー、強化されたエンドエフェクター、改善された意思決定制御アルゴリズムを備えています。

SMASHプロジェクトの場合、大学のマルコビエリ教授は、最新のテクノロジーを実現するとともに、研究に対する全体的なアプローチが必要であると考えました。

彼は次のように述べています。「農業は人間に食料、飼料、繊維、燃料を提供しますが、農村、文化、歴史の問題も考慮する必要があります。

「以前は農業活動の年間カレンダーがありましたが、干ばつ、害虫、洪水などのリスクを制御および軽減するための新しい考え方が最近必要になっています。

「製品の量を増やして増やすだけでなく、付加価値を適用するためにも、自動化の強化を検討する必要がありました。

「ヤンマーは、農家が真の技術システムで健康的で価値の高い生産を実現できるよう支援するという私たちのビジョンを共有しています。そのため、SMASHでの私たちの役割は、ブドウ園とほうれん草のような園芸作物の2つのシナリオに対応する機器とエフェクターを開発することでした。

「私たちは農業機械と新しい技術の可能性について幅広い知識を持っているので、栄養素と有用なバクテリアのレベルを上げながら、土壌や植物の微生物にとって安全ではない農薬の使用を減らすのを助けることです。」

農民は、気候、排出量、持続可能性を取り巻く議論の最前線にいると言っても過言ではありません。

イタリアのこの地域で見られるブドウ、オリーブ、ナッツなどの高価値作物に関しても、自動化された接続された農業を使用して科学データと農家のニーズを統合することに異議を唱えることはできません。

結局のところ、ロボットは1日24時間働くことができ、サイズが小さいため、トラクターよりも土壌への影響が少なくなります。

従来のトラクターの数分の1のサイズのロボットの艦隊を想像してみてください。AIベースのテクノロジー主導の精密農業が今後数年間で提供できる可能性を簡単に理解できます。

ドローンを使用してフィールドをマッピングし、作物をチェックします。果物を収穫し、種を蒔き、正確な量の農薬と肥料で雑草を特定して処理するアグロボット–それはすべて、作業が必要な領域でのみ取り組みをターゲットにすることであり、結果として労働力、資本コスト、排出量を削減できます。

ヤンマーは、高度な農業ロボット工学に関する継続的な研究により、将来の精密農業技術の向上の可能性と潜在的なメリットを示すことに挑戦しています。

現場で働く自動トラクターやロボットトラクターが見慣れた光景になるかどうかはまだわかりませんが、テクノロジーを使用して土地の品質と収穫量を持続的に向上させることに異議を唱えることはできません。

そして、ドローンが作物の上に浮かんでいる音が、農家が成長パターンと栄養素のニーズを特定し、ロボットの艦隊でピンポイントの精度で農薬と肥料を届けることができることを意味する場合、それは確かにツールへの歓迎すべき追加です現在、私たちの分野で使用されています。