Anglicky: Automation and robotics in the cultivation of pome fruit: Where do we stand today?
Zdroj: Verbiest, R, Ruysen, K, Vanwalleghem, T, Demeester, E, Kellens, K. 2021. Automation and robotics in the cultivation of pome fruit: Where do we stand today? Journal of field robotics, 38 (4).
Klíčová slova: "automatizace, robotizace, ovoce"
Dostupný z: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/rob.22000
Pěstování jablek a hrušek v evropských sadech je oblastí, která je stále silně závislá na manuální práci, přestože je ekonomicky značně náročná. S postupným úbytkem a zdražováním kvalifikované pracovní síly se celý sektor dostává pod rostoucí tlak, a to jak z hlediska rentability, tak udržitelnosti produkce. Nedostatek spolehlivých sezónních pracovníků navíc komplikuje plánování a realizaci klíčových operací, především v krátkých a časově náročných obdobích, jako je sklizeň. Tyto okolnosti činí z automatizace nejen otázku ekonomické konkurenceschopnosti, ale i samotného přežití evropského ovocnářství.
Autoři článku prezentují rozsáhlý přehled současného stavu automatizace a robotizace v pěstování jádrového ovoce, přičemž se věnují všem zásadním operacím v sadech. Detailní analýza pracovních toků ukazuje, že nejvíce lidské práce si stále žádají sklizeň a řez stromů. Právě zde jsou i největší potenciální úspory díky automatizaci – moderní mechanizované platformy dokáží zkrátit časovou náročnost až o třetinu, ovšem zcela nahradit člověka zatím neumí. V oblasti řezu stromů výzkum směřuje především k vývoji algoritmů pro přesné rozpoznávání větví a určování vhodných míst řezu s pomocí 3D kamer a umělé inteligence. V běžné praxi ale zatím komerčně dostupné robotické řezače pro jabloně a hrušně chybí.
Další ze zásadních operací v sadech je probírka plodů. Ta je sice řešitelná pomocí mechanických strojů, nicméně jejich použití je často spojeno s poškozením stromů a vyšším rizikem šíření chorob. Nadějné prototypy robotů, které by dokázaly probírat plody selektivně a šetrně, zatím narážejí na příliš nízkou efektivitu a vysokou energetickou náročnost. V oblasti aplikace postřiku je situace nejdále – většina pěstitelů již využívá různé stupně strojové aplikace ochranných látek. Vývoj směřuje od konvenčních postřikovačů k pokročilým systémům, které pomocí senzorů a 3D modelů optimalizují dávkování v reálném čase, výrazně šetří chemii a snižují ekologickou zátěž. Nejvyšší úroveň těchto technologií je však zatím ekonomicky dostupná spíše pro velké podniky.
Sklizeň zůstává i přes značné úsilí a pokrok v oblasti mechanizace nejpracnější operací v sadech. Vyvíjené robotické sklízecí stroje dosahují v laboratorních podmínkách dobrých výsledků, jejich masové nasazení však brzdí vysoké pořizovací náklady, omezená sezónní využitelnost a technologická složitost, která se často projeví v nižší kvalitě sklizeného ovoce oproti lidské práci. Autonomní navigace v sadech je sama o sobě kapitola plná výzev – roboty a traktory se sice již vyrábějí a prodávají, jejich spolehlivost v reálně proměnlivém terénu a podmínkách však stále není ideální.
Inspiraci lze čerpat z pokroků v robotizaci skleníkových provozů a vinic, kde jednodušší prostředí umožňuje rychlejší vývoj i komercializaci robotických platforem. Transfer technologií mezi těmito sektory je slibnou cestou i pro jádrové ovoce, především co se týká vizuálních systémů a manipulačních efektorů.
Za hlavní překážku rozvoje autoři označují absenci takzvaných „robot-ready“ sadů, tedy sadů navržených od počátku s ohledem na pravidelnou, úzkou a přístupnou architekturu stromů, která by výrazně usnadnila pohyb i činnost strojů. Stejně tak považují za nezbytné vyvíjet multifunkční robotické platformy, které by bylo možné efektivně využívat během celého roku na více různých úloh, což by výrazně zvýšilo návratnost investic do drahých technologií. Nedílnou součástí dalšího vývoje musí být také pokrok v rozhodovacích algoritmech umožňujících selektivní, citlivou a šetrnou práci robotů.
Autoři otevřeně přiznávají, že přes desítky let intenzivního výzkumu v oblasti robotizace sadů stále chybí plně automatizované a ekonomicky životaschopné řešení, které by komplexně nahradilo člověka ve všech klíčových operacích. Největší potenciál do budoucna vidí ve spojení úprav sadové architektury, využívání zkušeností a technologií z jiných odvětví, vývoji multifunkčních platforem a zlepšování autonomních rozhodovacích procesů u robotů. Dalším faktorem, který může urychlit přechod na plně automatizované postupy, jsou přísnější ekologické normy a tlak na redukci pesticidů v zemědělské produkci.
Tento přehled tak nabízí komplexní, realistický, ale zároveň inspirativní pohled na současný stav a směry dalšího vývoje automatizace v pěstování jádrového ovoce. Pro zájemce o robotizaci sadů jde o klíčový zdroj aktuálních poznatků, který otevřeně pojmenovává úspěchy i limity současné vědy a praxe.
