CC BY
136
УДК 621.865.8:631.145
ПРИМЕНЕНИЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ В АПК
Б.А. Рунов, академик РАН, главный научный сотрудник ФГБНУ «Центральная научная сельскохозяйственная библиотека» Е-шаП: [email protected]
Аннотация. В статье обозначена сфера применения роботов в развитых странах на современном этапе, указаны главные направления применения роботов в АПК: производство продукции для сельского хозяйства; производство сельскохозяйственной продукции; переработка сельскохозяйственной продукции. Приводятся примеры применения роботов в растениеводстве, животноводстве, кормопроизводстве, прецизионных технологиях сельхозпроизводства. Отмечена важная роль информационно-измерительной техники при использовании робототехники: автоматических станций, дистанционных датчиков, электронных книжек агронома, электронных карт и др. Обозначены направления наиболее эффективного применения роботов: уменьшение массы и габаритов техники за счет совершенствования конструкции, расширение сферы применения из-за возможности перепрограммирования. Перечислены направления приоритетных научных исследований, конструкторских работ, подготовки кадров в областях разработки технологий с применением роботов и «умных» машин, совершенствования технологий точного земледелия и животноводства, разработки технологий с применением альтернативных источников энергии. Ключевые слова: агропромышленный комплекс, робототехника.
Введение. XXI век - это век генной инженерии, широкого применения информационных технологий, нетрадиционных источников энергии, глобализации и революции в применении роботов во всех сферах человеческой деятельности. Промышленные роботы подразделяются на три группы: технологические, подъемно-транспортные и универсальные. Роботы широко применяются не только в военном деле, в космосе, отдельных отраслях промышленности, но и в медицине, в быту и в индустрии производства детских игрушек. Япония держит ведущее место в мире по применению роботов. Здесь применяются 370 тысяч промышленных роботов или 40% их мирового парка. Темпы роста применения роботов можно сравнить с темпами применения мобильных телефонов.
Революционный прорыв в науке и практике произошел при создании роботов-принтеров, изготовляющих изделия. Создание аналога обоняния собаки откроет возможности для применения различных роботов.
Индустрия производства роботов - одна из ведущих в мире. Роботы собирают сами себя, а их размеры сейчас - от пчелы до гигантов. Появились роботы, определяющие состояние человека по образу его лица, обслуживающие посетителей ресторанов.
Результаты исследований. Рассматривая тенденции развития мирового АПК, необходимо отметить, что в мире продолжается концентрация, специализация и интеграция производства, широкое использование электроники, увеличение инвестиций в науку и образование, создание роботов и робо-тотехнических средств.
Робототехника находит все большее применение в различных сферах и отраслях АПК, главными из которых являются: производство продукции для сельского хозяйства; производство сельскохозяйственной продукции; переработка сельскохозяйственной продукции. В последней сфере роботизация получила наибольшее применение в различных странах мира.
Примерами применения роботов в растениеводстве являются машины для технологий точного земледелия (внесение удобрений, химических средств и пр.), робот-садовод, который сажает деревья, формирует кроны и т.д.
Доказано, что наибольшее влияние на продуктивность животных оказывают:
- генетика;
- качество приготовления и точность дозирования норм выдачи кормов;
- способы поения;
Лоигпа! оГ УШТ^Н №2(18)-2015
41
Ежеквартальный научный журнал
- методы доения - качество, безвредность для животных, полнота выдаивания, учет требований физиологии молокообразования;
- условия содержания животных;
- обеспечение ветеринарных и санитарных норм.
В животноводстве уже широко применяются доильные роботы, роботы для приготовления и раздачи кормов (рис. 1, 2), уборки навоза, стрижки овец, отслеживания нахождения и контроля поведения, определения состояния животных и птицы, роботы для взвешивания и ухода за животными, пастьбы скота [1,2].
Рис. 1. Робот-дояр «VMS» компании "ДеЛаваль" на молочно-товарной ферме
Рис. 2. Робот по подравниванию кормов
С применением роботов созданы полностью автоматизированные цеха, фермы и комплексы по производству яиц и мяса пти-
цы, продукции свиноводства, комбикормовые цеха, цеха по переработке продукции.
За последние 10-15 лет робототехника находит широкое применение в технологиях сельскохозяйственного производства, особенно в прецизионных технологиях. Их применение позволило более точно определять воздействие различных факторов на рост, развитие и, в конечном итоге, на продуктивность растений и животных.
Электронные книжки агронома, приборы для определения места нахождения в пространстве и во времени сельскохозяйственной техники, животных, получение электронных карт - все это находит практическое применение во многих странах мира.
Дистанционные датчики позволяют передавать разнообразную информацию о состоянии почвы (влажность, температура, обеспеченность питательными элементами), растений, животных и на этой основе управлять технологическими режимами.
Автоматические станции дистанционно передают десятки показателей, в том числе влажность и температуру воздуха и почвы, количество осадков, солнечную радиацию.
Роботоплатформы, передвигаясь по полям, выполняют самые разнообразные функции, с дронов наблюдают за состоянием и поведением животных на пастбищах. Мощность полевой техники зависит от ряда факторов. Ограниченное время в году работает дорогостоящий мощный трактор и комбайн. Маломощный, автоматически работающий агрегат дешевле, его легче заменить, он более приспособлен для различных работ, используется с большей интенсивностью, а главное, меньше или вовсе не оказывает разрушительных действий на почву, может успешнее работать на влажной почве. Последнее очень важно для корректировки сроков проведения работ (начала посевов, уборки, агрохимических воздействий и т.п.).
42
Вестник ВНИИМЖ №2(18)-2015
В Японии, Китае и в некоторых европейских странах в последние годы создана и начала использоваться различная робототехника, функционирующая по заданным программам - посевная и уборочная техника при производстве овощных культур, особенно в теплицах, опрыскиватели, косилки в садах.
Принимая во внимание тенденции развития сельскохозяйственной техники в мире, научная тематика институтов и вузов должна шире отражать такие направления исследований, как разработка технологий с применением роботов и «умных» машин, совершенствование технологий точного земледелия и животноводства, разработка технологий с применением альтернативных источников энергии. Роботизация становится актуальной и в проектном деле в связи с разработкой гибких производственных систем из нескольких модулей, содержащих огромное количество переменных, сильно затрудняющих проектировщику возможность оперативно увязать и согласовать их между собой в единую систему. Роботы сельскохозяйственного назначения функционируют непосредственно в контакте с живыми организмами - растениями и животными. Поэтому актуальное значение имеет изучение адаптации воздействия роботов на живые организмы или их взаимодействие (роботы для доения коров, автокормушки, поилки и др.).
Создание и применение роботов позволило сформулировать требования эффективного их применения, которые сводятся к следующим положениям: не причинять вред человеку; подчиняться людям, исключая случаи причинения вреда человеку; защищать самих себя, исключая случаи предыдущих пунктов.
Роботы - это не игрушки. Бурный рост производства и применения роботов во всех сферах человеческой деятельности обусловлен не простой заменой человека (высвобождение его из технологии), но и воздействием на экономику, повышением эффективности производства продукции. Устранение человека из технологии и замена его на робота позволяет сделать процесс непрерывным, повысить скорость и точность исполнения, ускорить выбор и принятие решения, осуществлять процесс в рискованных или недоступных для человека местах, исключать инвестиции на обеспечение социальных услуг.
Современная обстановка в мире обуславливает необходимость ускорения развития отечественной электроники и сельхозмашиностроения, без которых невозможно осуществлять роботизацию и применение робо-тотехнических средств в АПК. Это направление становится главным в конкурентной борьбе на мировом рынке.
Литература:
1. Кормановский Л.П. Развитие роботизации доения коров // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №2(10). С. 78-81.
2. Кормановский Л.П., Иванов Ю.А., Текучее И.К. Тенденции применения доильных роботов // Техника и оборудование для села. 2008. №8. С. 36-38.
3. Методические рекомендации по реконструкции и техническому переоснащению животноводческих ферм / Морозов Н.М. и др. М., 2000.
Literatura:
1. Kormanovskij L.P. Razvitie robotizacii doeniya korov // Vestnik VNIIMZH. 2013. №2(10). S. 78-81.
2. Kormanovskij L.P., Ivanov YU.A., Tekuchev I.K. Ten-dencii primeneniya doil'nyh robotov // Tekhnika i obo-rudovanie dlya sela. 2008. №8. S. 36-38.
3. Metodicheskie rekomendacii po rekonstrukcii i tekhni-cheskomu pereosnashcheniyu zhivotnovodcheskih ferm / Morozov N.M. i dr. M., 2000.
THE ROBOTIC TOOLS IN AGRICULTURE USING
B.A. Runov, RAN academician, senior researcher FGBNU "Central scientific agricultural library"
Abstract. The article outlines the robots application's sphere in developed countries at the present stage, the robots application's main directions in agriculture are indicated: agriculture production; production manufacturing; agricultural product processing. Examples of robots in the plant, livestock, fodder production, precision technologies for agriculture using are shown. The information and measurement technology using's robotics important role are seen: automated stations, remote sensors, agronomist's electronic books, electronic maps, etc. The main areas for the most effective robots applications are identified: weight and dimensions of equipment reducing by improving the structure, the sphere expansion due to the reprogramming possibility. The scientific researches, construction works, training in the technology areas development with the robots and "intelligent" machines, precision agriculture and livestock technologies improvement, technologies by alternative energy sources' development using priority directions are listed. Keywords: agriculture, robotics.
Journal of VNIIMZH №2(18)-2015
43
