FarmDroid

FarmDroid — это автономный роботизированный сельскохозяйственный комплекс, предназначенный для точного высева семян, прополки сорняков и выполнения других агротехнических операций без непосредственного участия человека. Разработан датской компанией FarmDroid ApS (основана в 2017 году), первый коммерческий выпуск состоялся в 2019 году. Относится к классу полевых автономных роботов (Agricultural Autonomous Robots), работающих на солнечной энергии (солнечные батареи) и не использующих ископаемое топливо.

История

Разработка FarmDroid началась в 2015 году в Дании. Первоначальная идея принадлежала братьям Кристиану и Йенсу Варнер (Christian and Jens Varner), фермерам из Южной Ютландии, которые столкнулись с дефицитом рабочей силы на ручных операциях по прополке овощных культур. В 2017 году при поддержке Датского технологического института (DTI) и Европейского сельскохозяйственного фонда развития сельских районов (EAFRD) был создан первый прототип.

В 2019 году началось серийное производство модели FarmDroid FD20. Первые продажи были ориентированы на сельхозпроизводителей Дании, Нидерландов, Германии и Швейцарии, специализирующихся на выращивании сахарной свёклы, лука-севка, редиса, капусты и других культур с широкорядным посевом. В 2021 году компания объявила о выходе на рынок Великобритании и Бельгии. В 2023 году была представлена модернизированная версия с увеличенной до 2100 Вт мощностью солнечных панелей и усовершенствованной системой компьютерного зрения.

Устройство и принцип работы

FarmDroid представляет собой четырёхколёсную тележку (шасси) с электроприводом на колёса, получившую название «FD» (Field Drone). Грузоподъёмность робота составляет до 300 кг (включая семена/удобрения). Робот оснащён:

• Солнечными батареями: площадь фотоэлектрических панелей на модели FD20 — 1,5 кВт, на FD21 — 2,1 кВт. Энергия запасается в литий-ионных аккумуляторах (ёмкостью около 4 кВт·ч на FD20). Полного заряда при ясной погоде хватает на 10–14 часов непрерывной работы.
• Системой навигации: используется RTK-GPS (Real Time Kinematic — дифференциальная коррекция сигнала) с точностью позиционирования ±2 см. Робот заранее программируется на поле по маршруту, который строится на основе геодезической съёмки поля. Дополнительно установлен инерциальный измерительный блок (IMU) для предотвращения пробуксовки на склонах до 15°.
• Рабочими органами: спереди расположена сеялка с кассетным механизмом (до 8 кассет на 48 рядов), которая на заданной глубине (от 0,5 до 3 см) высевает семена с фиксированным шагом (например, 6–50 см в ряду). Сзади — прополочный модуль, представляющий собой вращающиеся лапы (роторы) с ножами, которые удаляют сорняки в междурядьях на глубину до 5 см. Для междурядной обработки используется оптическая система (камера RGB), распознающая сорные растения по цвету и форме, что позволяет проводить внутрирядную прополку (без повреждения культурных растений) в промежутках между растениями.
• Управлением: интерфейс через веб-приложение или планшет по Wi-Fi/4G. Фермер задаёт параметры поля (периметр, координаты) и сроки выполнения операций. Робот может работать автономно до окончания заряда батарей, после чего возвращается на зарядную станцию (опционально — на солнечную заправку). При остановке (например, при встрече с препятствием или критическом снижении уровня заряда) система отправляет уведомление на мобильное устройство.

Основные режимы работы

FarmDroid выполняет три ключевые функции:

1. Посев: точный высев семян в предварительно разрыхлённую почву (обработка поля может производиться отдельно трактором или другим оборудованием). Один проход — посев до 48 рядов с шагом 12–50 см. Вертикальное внесение семян исключает их механическое повреждение.
2. Прополка (механическое удаление сорняков): после появления всходов робот проходит над полем, вырезая сорные растения в междурядьях и, в режиме «умной» прополки, — внутри ряда. По данным производителя, эффективность удаления сорняков составляет 90–95%.
3. Внесение микроэлементов (опция): на модернизированных версиях (начиная с 2023 года) устанавливается бак для жидких удобрений (вместимость 50 л), позволяющий локально вносить микроудобрения к корневой системе растений.

Применение

FarmDroid преимущественно используется в органическом и точном земледелии, где требуется минимум химических пестицидов (снижается необходимость в гербицидах на 100%, так как прополка исключительно механическая). Основные культуры, для которых робот пригоден:

• сахарная свёкла (наибольшая популярность — около 60% продаж в 2020–2023 годах);
• лук-севок;
• морковь (в высоких грядах);
• капуста, репа, редис, салат;
• подсолнечник (сорго) — в опытных хозяйствах.

По оценкам компании, робот заменяет ручной труд от 6 до 15 человек (в зависимости от типа культуры и засорённости поля) при площади обслуживания до 30 гектаров за сезон (при условии однократного посева и трёхкратной прополки). Средняя стоимость модели FarmDroid FD20 на 2024 год составляет около € 60 000 – 70 000 (в зависимости от комплектации).

Критика и ограничения

К недостаткам FarmDroid относят:

• Высокую начальную стоимость, которая окупается не ранее 3–5 сезонов (при площади не менее 15–20 га);
• Чувствительность к высокой засорённости падалицей (робот может путать культурные и сорные растения после уборки предыдущей культуры);
• Необходимость проведения предварительной механической обработки почвы (дискование, культивация) для создания равномерного поля без крупных камней и комков;
• Низкую скорость работы (до 1,5 км/ч), что при больших полях (более 100 га) требует длительного времени на цикл прополки;
• Зависимость от погодных условий: пасмурная погода или снег (зимой) существенно снижают производительность из-за дефицита солнечной энергии; при сумерках и ночью работа без дополнительного освещения невозможна из-за использования камер для распознавания сорняков.

Также отмечается, что система внутрирядной прополки пока не идеальна — при сильной засорённости (более 50 сорных растений на 1 м²) точность снижается до 80%.

Конкуренты на рынке

FarmDroid конкурирует с другими полевыми роботами, такими как:

• Kilter (Великобритания) — робот для прополки и подкормки;
• TerraClear (США) — робот для удаления камней и сорняков;
• Naïo Technologies (Франция) — роботы Oz (для овощных культур) и Dino (для широкорядных культур);
• Ecorobotix (Швейцария) — робот на солнечной энергии Avo (выборочная обработка гербицидами с компьютерным зрением).

По состоянию на 2024 год FarmDroid занимает около 12% европейского рынка полевых автономных роботов, уступая Naïo Technologies (около 25%) и Ecorobotix (до 20%).

Интересные факты

• В 2023 году FarmDroid получил премию Agritechnica Innovation Award в категории «Автономные системы».
• Компания FarmDroid ApS в 2022 году заключила соглашение с крупным датским производителем семян Hunsballe Frø om выпуск специализированных серий для органического семеноводства.
• В Дании и Швейцарии роботы FarmDroid используются для опытных посадок лекарственных трав (ромашка, календула) и цветов для фармацевтической промышленности.

Источники

• FarmDroid ApS. Product Brochure FD20/FD21 (2023).
• Department of Agricultural Engineering, Aarhus University. Field evaluation of the FarmDroid robot for mechanical weeding in organic sugar beet (2021).
• European Agricultural Machinery Association (CEMA). Market Overview of Autonomous Robots for Agriculture (2023).
• Journal of Field Robotics (2022). «Precision weed control with a solar‑powered autonomous robot: the FarmDroid case».
• Agritechnica 2023 Innovation Award Documentation (DLG).