Когда речь заходит об автоматизации, люди часто представляют, как роботы выполняют работу вместо них. Многие рисует себе образы андроидов в комбинезонах, безэмоционально выполняющих свою работу без обедов и выходных, отвлекаясь только на подзарядку батарей. Но на самом деле все обстоит иначе. Реальность намного более беспорядочна, и процесс автоматизации является одним из компромиссов в плане достижения постепенного прогресса. Примером этого является проект Agritech Iron Ox. После запуска в 2015 году с целью автоматизации тяжелой работы по выращиванию продукции компания представила свою первую «автономную» производственную ферму на прошлой неделе. На доступных компании 0,2 акрах земли ее инженеры используют запатентованные системы роботов для выращивания около 26 000 единиц салата, листовой зелени и травы в гидропонных чанах ежегодно. Компания заявляет, что она должна начать продавать свой урожай в «ближайшие пару месяцев», и сначала будет ориентироваться на рестораны.

Но, как объясняет соучредитель и генеральный директор Брэндон Александр, несмотря на «автономность», люди по-прежнему играют решающую роль в производстве на ферме. Это они сажают каждую рассаду и упаковывают готовый продукт. Роботы просто не справятся с такими задачами. По словам Александра, ранее работавшего в исследовательской лаборатории Google X, чтобы достигнуть даже такого уровня автоматизации потребовались годы работы с навигацией по ограничениям современной робототехники.

«Существует огромное различие между вашим оборудованием, работающим один раз для видео, и если оно работает каждый день. Большинство людей за пределами робототехники недооценивают, насколько велика эта разница», – сказал Брэндон.

Перспективность разработок

Гидропоника имеет много преимуществ перед традиционным сельским хозяйством. Она использует меньше воды, абсолютно стерильна и намного эффективнее использует пространство. По заверениям Iron Ox, они выращивают в 30 раз больше продукции на акр, чем обычная ферма. Но это также требует больших трудовых вложений. В выстроенной Iron Ox системе гидропоники, каждое растение должно переноситься одно за другим сквозь череду специальных чанов для выращивания, меняющихся в зависимости от темпа роста. Именно эта простая задача – перемещение растений – и стала центральной частью усилий по автоматизации Iron Ox.

«Основная часть затрат в гидропоническом сельском хозяйстве как раз и касается этих вопросов. Их решения составляют более 50 процентов стоимости работ по выращиванию. Если вы находитесь в помещении, тракторов нет, ничего нет, так что продукт выращивается вручную», – сообщил Александр.

Чтобы преодолеть эти проблемы, Iron Ox разработали две роботизированные системы. Первой является носильщик: колесный бот по имени Angus весом в тонну, который перемещает поддоны саженцев вокруг склада в своих гидропонных чанах. Вторая – роботизированная рука (в настоящее время не имеющая названия), которая захватывает отдельные растения и перемещает их из чана в чан. Все это контролируется компьютерной программой получившей прозвище «Мозг», которая контролирует условия выращивания в каждом поддоне и корректирует их баланс газов и питательных веществ для оптимальных условий выращивания.

Iron Ox

По словам Александра, была проведена огромная работа для того, чтобы достичь такого уровня, особенно учитывая список проблем, с которыми столкнулась команда. По его словам, первоначально он планировал использовать светодиоды для обеспечения роста растений. Но это привело к тому, что счета за электроэнергию оказались просто огромными. Следующим шагом стал подход с традиционным тепличным освещением, дополненным светодиодами.

Еще одним вызовом при разработке программного обеспечения для роботизированной руки стал алгоритм определения листьев на растении, чтобы робот не пытался перетаскивать их сквозь друг друга. Также сложно было добиться ускорения и замедления Angus на малых скоростях, чтобы он не разбрызгивал питательную жидкость для растений при переносе их из чана в чан. «Лучшим мотиватором для решавших эту проблему инженеров была возможность перестать убирать воду после тестирования», – пошутил Александр.

Когда лучшее не враг хорошему

Преодолеть эти технические сложности было достаточно непросто, но это ничто по сравнению с проблемой, с которой компания столкнулась сейчас – стоимость. Если Iron Ox действительно хочет изменить сельское хозяйство, ей необходимо конкурировать по цене с современными подсобными хозяйствами, которые были оптимизированы за последнее столетие так, чтобы производить невероятное количество продуктов как можно дешевле.

Iron Ox

Джонатан Гилл, исследователь по робототехнике в Университете Харпера Адамса и один из основателей бесплатного проекта Hectare в Великобритании, говорит, что это будет сложно. Только «малая часть» мировой сельскохозяйственной отрасли была автоматизирована на данный момент, просто потому, что это  «экономически невыгодно». Роботы недостаточно хороши, человеческий труд дешевле, и эти уравнения не будут меняться только потому, что Iron Ox этого хотят. Их решение может вовсе не являться самым эффективным методом выращивания пищи для всего мира.

Iron Ox

Но, как сказал Джонатан, у компании есть и другие преимущества. «Они всегда смогут продавать свою продукцию как премиальную. Она полностью органичная, практически не несет следов человеческого вмешательства, и они могут смело утверждать, что их продукты более свежие и имеют лучшие питательные свойства, чем у конкурентов», – заявил Гилл. Они также могут быть ближе к клиентам и адаптировать свои культуры к последним изменениям спроса.

«Здесь, в Великобритании, у нас было очень жаркое лето, и, как только температура превысила отметку в 30 градусов, салат перестал расти. Супермаркеты переживали нехватку продуктов, но в такой ситуации Iron Ox смогла бы гарантировать поставки на рынок для крупных клиентов», – сказал Гилл.

Александр упоминает те же преимущества и говорит, что фермы компании будут расположены недалеко от городских центров и смогут легко адаптироваться к капризам рынка. Но он также утверждает, что им придется конкурировать с крупными фермами по цене. Сначала Iron Ox планирует продавать зелень небольшим клиентам, но Александр утверждает, что к 2019 году они смогут наладить поставки и для крупных сетей.

«Наша конечная цель не в продаже зелени мелким продуктовым магазинам. Наши соперники – огромные открытые поля, и если мы не сможем конкурировать с ними, мы навсегда останемся нишевым игроком», – заключил Александр.