Współczesne rolnictwo stoi przed wyzwaniem skutecznego zwalczania chwastów przy jednoczesnym minimalizowaniu zużycia herbicydów i redukcji negatywnego wpływu na środowisko. Odpowiedzią na te potrzeby są inteligentne opryskiwacze, które dzięki zaawansowanym technologiom wizji komputerowej i sztucznej inteligencji, umożliwiają precyzyjną, punktową aplikację środków ochrony roślin.
Technologia wizji komputerowej w rolnictwie
Kluczowym elementem postępu w ochronie roślin jest konstruowanie nowych maszyn do aplikacji środków ochrony roślin. Pomocne w oszczędzaniu na herbicydach i korzystne dla ochrony środowiska okazują się technologie wizji komputerowej wykorzystywane do rozpoznawania chwastów oraz algorytmy uczenia maszynowego, które samodzielnie doskonalą się w identyfikacji roślin. Systemy te mogą działać we współpracy z nawigacją GPS, co pozwala tworzyć mapy zachwaszczenia pola, przydatne w planowaniu kolejnych zabiegów agrotechnicznych.
Zasada działania inteligentnych opryskiwaczy
Charakterystyczną cechą nowoczesnych opryskiwaczy są systemy rozpoznające chwasty. Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań inteligentnego opryskiwania jest rozpoznawanie chwastów w czasie rzeczywistym, czyli technologia wizji komputerowej. W technologii tej, umieszczone na belce kamery 3D rejestrują obrazy obszaru przed belką. System analizy obrazu, wyposażony w sztuczną inteligencję (SI), wykrywa chwasty, przekazując dane do układu sterującego rozpylaczami. Rozpylacze są wyłączone i załączane tylko wtedy, gdy dany rozpylacz znajdzie się w obszarze występowania chwastów. Dzięki temu może być stosowany oprysk miejscowy (opryskiwanie obszarów, na których znajdują się chwasty) jak również oprysk punktowy (opryskiwanie pojedynczych chwastów).
Ecorobotix Ara - przykład precyzyjnego opryskiwacza
Opryskiwacz Ecorobotix Ara to wyjątkowo precyzyjny opryskiwacz przeznaczony do stosowania w rolnictwie, zwłaszcza w uprawach o dużym zużyciu środków produkcji, takich jak warzywa. Może być również wykorzystywany w tradycyjnych uprawach rolnych. Maszyna ma ponad sześć metrów szerokości i bazuje na trzech modułach. Każdy z nich posiada belkę polową wyposażoną w 52 dysze płaskostrumieniowe, z zachowaniem czterocentymetrowego odstępu między nimi, co daje łącznie 156 rozpylaczy na całej szerokości roboczej.
Zaawansowane rozpoznawanie chwastów
Herbicydy są aplikowane tylko na poszczególne chwasty, które są rozpoznawane przez zamocowane w każdym module dwie kamery 3D. Ecorobotix jest wyposażony w sześć kamer, po dwie na każdej z trzech sekcji, które rejestrują obrazy w odstępach 25 milisekund. Sygnał z kamer kierowany jest do komputera, który porównuje zbierane obrazy z wewnętrzną biblioteką zawierającą zdjęcia chwastów, jak i użytecznych roślin. Jeśli system zdefiniuje roślinę jako chwast, sygnał skierowany do sterownika spowoduje otwarcie konkretnej głowicy i podawanie herbicydu na powierzchni 6x6 cm.
Efektywność i korzyści środowiskowe
Ten opryskiwacz może pracować z prędkością 7,2 km/h, co przekłada się na wydajność 4 hektarów na godzinę. Opryskiwacz ma szerokość roboczą 6 m i działa efektywnie przy prędkości już od około 7,5 km/h. Aby zapewnić maksymalną precyzję, opryskiwacz powinien pracować na wysokości około 25 cm nad ziemią. Dzięki tej odległości oraz umiarkowanej prędkości, opryskiwacz jest w stanie rozpylać ciecz roboczą w komórkach o wymiarach 6×6 cm. Dzięki zaawansowanej technologii, opryskiwacz minimalizuje zużycie chemikaliów, co prowadzi do zmniejszenia wpływu na środowisko. System kamer i algorytmów rozpoznawania chwastów pozwala na selektywne traktowanie tylko niepożądanych roślin, co jest bardziej efektywne i mniej szkodliwe dla upraw. Ecorobotix Ara jest również oszczędny w zużyciu wody, co dodatkowo przyczynia się do zrównoważonego rozwoju rolnictwa. Dzięki tej technologii rolnicy mogą zwiększyć plony, jednocześnie zmniejszając koszty operacyjne i wpływ na środowisko.
MagicSprayer firmy Bayer
Koncern chemiczny Bayer prowadzi prace nad opryskiwaczem do zabiegów punktowych środkami ochrony roślin, nazwanym MagicSprayer (magiczny opryskiwacz). Zaprezentowany na targach rolniczych Agritechnika w Hanowerze model jest przystosowany do stosowania herbicydów o działaniu nalistnym, jednak konstrukcja oferuje szeroki zakres możliwych zastosowań w różnych trybach.
Główne cechy MagicSprayer
- Ultrawysoka precyzja aplikacji: maszyna umożliwia precyzyjne nanoszenie środków ochrony roślin na bardzo ograniczoną powierzchnię, czyli 4x4 cm.
- Wysoka jakość ochrony upraw: dzięki dużej precyzji i minimalnej (regulowanej) odległości rozpylaczy od opryskiwanych powierzchni, rośliny neutralne (uprawne) nie otrzymują dawki herbicydów, z którą normalnie muszą się zmagać.
- Obniżenie obciążeń dla środowiska: technologia precyzyjnego oprysku punktowego umożliwia wąską lokalizację aplikacji środków ochrony roślin na wybrane powierzchnie i pojedyncze rośliny. To powoduje wielokrotne zmniejszenie zużycia pestycydów oraz skrajne ograniczenie możliwości ich parowania, znoszenia na sąsiednie uprawy, drogi, zabudowania czy zbiorniki wodne.
Autonomiczny opryskiwacz Kubota KFAST
Kubota zaprezentuje najnowszą ewolucję KFAST na targach Agritechnica 2025 - w pełni autonomiczny opryskiwacz opracowany z myślą o zrewolucjonizowaniu upraw specjalistycznych. W całej Europie producenci upraw specjalistycznych mierzą się z rosnącą presją: niedoborem siły roboczej, wzrostem kosztów oraz coraz ostrzejszymi regulacjami środowiskowymi. Opryskiwanie pozostaje jedną z najbardziej czasochłonnych operacji polowych wykonywanych z użyciem ciągnika - wymaga precyzji, bezpieczeństwa i wysokiej efektywności. KFAST został zaprojektowany wprost pod te wyzwania.
Funkcjonalność i bezpieczeństwo
Autonomiczny opryskiwacz zapewnia niezawodne, precyzyjne działanie przy minimalnej interwencji operatora, umożliwiając jednej osobie nadzorowanie kilku maszyn jednocześnie. Maszyna jest wyposażona w zraszacz powietrzny (air-blast) ze zbiornikiem 2000 l, pompą 160 l/min oraz 26 podwójnymi dyszami, co zapewnia wysoki wolumen oprysku i równomierne pokrycie koron przy ograniczonym dryfcie. KFAST działa autonomicznie od początku do końca. Granice pól, odstępy między rzędami i nawrotki (uwrocia) są definiowane cyfrowo, po czym ustawiane są parametry oprysku i warunki zabiegu.
Bezpieczeństwo było kluczowym założeniem projektu KFAST. Czujniki LiDAR wykrywają przeszkody i wyznaczają trasę omijającą, natomiast systemy odbojowe powodują natychmiastowe zatrzymanie w razie kontaktu. Technologia Safencing® ogranicza pracę maszyny do wcześniej zdefiniowanych granic, a zdalny monitoring pozwala operatorowi nadzorować kilka jednostek z centralnego stanowiska.
Rolnictwo autonomiczne i sztuczna inteligencja fizyczna | Kubota na targach CES 2026
Korzyści i harmonogram wdrożenia
KFAST przynosi wymierne korzyści producentom upraw specjalistycznych. Zwiększa efektywność pracy, zapewnia równomierne pokrycie, ogranicza zużycie środków ochrony roślin i dryft, a także oferuje pełną, cyfrową śledzalność wszystkich zabiegów. Po pomyślnie przeprowadzonych testach polowych w Hiszpanii i Portugalii (lipiec-grudzień 2025 r.) Kubota planuje limitowane wdrożenie komercyjne w połowie 2026 r., a pełną dostępność w Europie na początek 2027 r. Wprowadzenie KFAST to kolejny kamień milowy w zobowiązaniu Kubota do dostarczania rolnikom inteligentnych, zrównoważonych rozwiązań, które zwiększają produktywność i ograniczają wpływ na środowisko.
Ewolucja opryskiwaczy polowych
Opryskiwacze polowe przestały być prostymi konstrukcjami, w skład których wchodziły zintegrowane z ramą takie elementy, jak zbiornik na ciecz roboczą, pompa, układ zaworów i belka polowa z ręcznym układem wysokości położenia. Sterowanie pracą opryskiwacza z poziomu kabiny operatora oferują terminale pokładowe. Duże możliwości oferuje standard ISOBUS, dzięki któremu za pomocą jednego terminala można zarówno sterować zespołami opryskiwacza, jak również obsługiwać inne funkcje, np. prowadzenie równoległe agregatu za pomocą systemu GPS.
Funkcje wspierające precyzję
Jedną z opcji obsługiwanych przez urządzenia ISOBUS jest funkcja Section Control, czyli wyłączanie w trybie automatycznym na podstawie pozycji GPS poszczególnych sekcji rozpylaczy na belce opryskiwacza podczas pracy na klinach i w trakcie manewrowania. Inną ważną funkcją, jaką oferują komputery pokładowe, jest sterowanie w trybie automatycznym podnoszeniem i opuszczaniem belki polowej podczas pracy na podstawie danych z umieszczonych na belce ultradźwiękowych czujników, dokonujących pomiaru wysokości belki nad łanem lub powierzchnią gleby. Czujniki ultradźwiękowe są montowane zarówno na końcach belki, jak i na jej środku.
Rolnictwo zrównoważone a ochrona chemiczna
Rolnictwo zrównoważone to koncepcja produkcji żywności realizująca cele produkcyjne w połączeniu z wymaganiami środowiskowymi. Jednym z ważnych obszarów rolnictwa zrównoważonego jest ochrona chemiczna. W nowej koncepcji rolnictwa środki ochrony roślin podawane są jedynie w konieczności oraz w odpowiedniej dawce dopasowanej do rodzaju i wielkości zagrożenia. Wielkim wyzwaniem dla rolnictwa jest ograniczenie zużycia pestycydów, jak i zapewnienie efektywności oprysku. Inteligentne opryskiwacze, takie jak Ecorobotix Ara, MagicSprayer czy Kubota KFAST, stanowią kluczowe narzędzia w realizacji tych celów, umożliwiając znaczne ograniczenie zużycia herbicydów - nawet o 95 procent - co przekłada się na mniejsze obciążenie dla środowiska i zwiększoną efektywność ekonomiczną gospodarstw rolnych.
tags: #prototyp #opryskiwacz #zamkniety #do #herbicydow #2m