Що таке Agtech? Майбутнє сільського господарства

Сільське господарство стоїть на порозі перевороту під впливом хвилі нових технологій, що отримали загальну назву AgTech. Від дронів і датчиків до роботів і штучного інтелекту - ці передові інструменти мають величезний потенціал для задоволення зростаючого попиту на продовольство та зменшення тиску на навколишнє середовище. У цьому всеосяжному посібнику розглянуто низку інновацій у сфері AgTech, що трансформують сучасне сільське господарство.

Ми розглянемо ключові категорії, такі як програмне забезпечення, обладнання, роботи та моделі аналізу даних, що визначають майбутнє сільського господарства. Для фермерів, які зважують, чи варто їх впроваджувати, ми проаналізуємо переваги та проблеми впровадження AgTech. Одне здається безсумнівним - кероване даними, точне та автоматизоване сільське господарство зробить революцію в продуктивності та сталості в найближчі роки.

Що таке AgTech?

AgTech в широкому сенсі означає будь-яку технологію, що застосовується для покращення сільськогосподарських практик та продуктивності. До них відноситься і швидкозмінний ландшафт AgTech:

• Програмні платформи для оптимізації рішень та операцій.
• Апаратні інструменти, такі як автономні дрони та роботизована сільськогосподарська техніка.
• Передові датчики, які вимірюють хімічний склад ґрунту, зрілість культур, рівень вологості тощо.
• GPS, картографія та системи технічного зору для відстеження полів і худоби.
• Штучний інтелект, машинне навчання та моделі предиктивної аналітики.
• Інтернет речей та інші нові технології все ще досягають фермерських господарств.

Ця технологічна трансформація має на меті стійке підвищення врожайності та ефективності в умовах зростання населення планети. AgTech уможливлює автоматизацію рутинних завдань, а також управління на основі даних, яке раніше було неможливим.

Впровадження продовжує прискорюватися, оскільки AgTech доводить свою рентабельність. Нещодавні опитування показують, що приблизно 701 ТП3Т фермерських господарств зараз використовують певний рівень технологій, таких як GPS-картографування або датчики врожаю. Витрати на AgTech сягнули 1 трлн 4 трлн 7 млрд у 2019 році, а за прогнозами, до 2025 року вони можуть сягнути 1 трлн 4 трлн 30 млрд. Далі ми розглянемо деякі відомі існуючі програмні продукти AgTech, які використовуються на фермах.

Сучасні програмні рішення для сільського господарства

Спеціалізоване програмне забезпечення сьогодні допомагає фермерським господарствам у плануванні, координації, відстеженні врожайності, моніторингу посівів, управлінні запасами, навчанні персоналу та багато іншого. Ось деякі з найефективніших програмних платформ для сільського господарства:

Програмне забезпечення для управління фермою

Програмне забезпечення для управління фермерським господарством допомагає фермерам контролювати, аналізувати та оптимізувати всю свою діяльність. Ці платформи збирають такі дані, як телеметрія обладнання, врожайність, заробітна плата, бухгалтерський облік, графіки, ліцензії, документація про дотримання вимог та інше в одній централізованій системі. Ці консолідовані дані допомагають приймати кращі рішення щодо посадки, витрат, зберігання, продажу та управління персоналом.

Такі популярні рішення, як FarmLogs, Croptracker і Agrivi, пропонують надійні безкоштовні плани, а такі компанії, як FarmFlo, AgriWebb і Granular, пропонують програмне забезпечення преміум-класу з додатковими функціями. Більшість з них інтегруються з мобільними додатками для доступу на ходу. Ціни варіюються від безкоштовної версії до $8/акр за розширену функціональність.

Програмне забезпечення для точного землеробства

Точне землеробство використовує GPS, ГІС-картографію та датчики, щоб спрямовувати високоточне втручання в поле. Спеціалізоване програмне забезпечення синтезує величезні потоки даних з метеостанцій, ґрунтових зондів, дронів, тракторних парків тощо, щоб призначити точні сільськогосподарські дії на основі гіперлокальних умов.

Серед основних брендів - Операційний центр John Deere, Програмне забезпечення Trimble Agта Climate FieldView. Ці програми інтегруються з автономними тракторами, що керуються за допомогою GPS, здатними здійснювати посадку, обприскування, обробку ґрунту та збирання врожаю з сантиметровою точністю. Підписка коштує $500-$3000 на рік.

Програмне забезпечення для моніторингу/розвідки посівів

Щоденний моніторинг посівів для раннього виявлення проблем є життєво важливим, але трудомістким. Програмне забезпечення для моніторингу посівів поєднує супутникові знімки, записи з дронів, дані з датчиків та штучний інтелект, щоб автоматично визначати стрес для посівів, прогнозувати врожайність і попереджати фермерів про ознаки хвороб, шкідників, нестачі поживних речовин тощо.

Такі компанії, як ЦерераGamaya, Taranis та Agremo надають спеціалізоване програмне забезпечення для моніторингу посівів як послугу. Ці інструменти розпізнають проблеми, які люди-розвідники можуть пропустити, але охоплюють значно більшу площу. Програми коштують приблизно $2-$12 щомісяця за акр для стандартного і преміум рівнів аналізу.

Передові технології сільськогосподарського обладнання

Сучасне сільськогосподарське обладнання використовує робототехніку, автоматизацію, візуалізацію та зондування для більш ефективного виконання основних завдань у сільському господарстві. Ось деякі з найперспективніших новітніх технічних засобів AgTech:

Дрони

Безпілотні літальні апарати, оснащені спеціалізованими датчиками та камерами, легко оглядають величезні поля. Дрони створюють детальні карти посівів, виявляють проблеми зі зрошенням та визначають місця спалахів шкідників і хвороб для раннього втручання. Сільськогосподарські дрони також дозволяють безпечно та цілеспрямовано обприскувати посіви з мінімальним зсувом.

Популярні моделі включають серію DJI Agras, розроблену спеціально для обприскування сільськогосподарських культур. SenseFly і Sentera також пропонують сільськогосподарські дрони в комплекті з передовим аналітичним програмним забезпеченням, що підвищує цінність повітряних спостережень. Комерційні дрони зазвичай коштують від $10 000 до $30 000.

Відкрийте для себе дрони на agtecher.

Роботизовані системи доїння

Автоматизовані доїльні системи використовують робототехніку для доїння корів без участі людини. Одна роботизована доїльна установка може обслуговувати 50-100 корів, часто даючи більше молока, оскільки корів можна доїти частіше. Роботи очищають дійки, приєднують доїльні апарати та контролюють потік молока.

Провідні постачальники, такі як Lely, GEA Farm, Fullwood Packo, BouMatic і DeLaval, пропонують комплексні роботизовані доїльні зали. Їх ефективність дозволяє фермам значно збільшити розміри стада. Однак кожна роботизована доїльна установка потребує інвестицій у розмірі $150 000-$250 000.

Автономні трактори та сільськогосподарська техніка

Самохідні трактори та інша сільськогосподарська техніка, керована за допомогою GPS, усуває потребу в людині-водієві. Автономні технології автоматизують оранку, обробку ґрунту, посадку, обприскування, збирання врожаю тощо. John Deere, Case IH і Kubota пропонують комерційні автономні трактори, а стартапи, такі як Monarch Tractor, виходять на ринок.

Повністю автономне обладнання залишається дорогим, але витрати знижуються. Нові моделі тракторів-роботів, що надаються в оренду, також доступні за ціною. Їх здатність працювати на полях цілодобово з мінімальним наглядом обіцяє революціонізувати виробництво.

Інноваційна сільськогосподарська робототехніка

Роботи все ще розвиваються і перебирають на себе дедалі більше обов'язків на фермах. Сільськогосподарська робототехніка інновації включають в себе:

Роботизовані збирачі фруктів та овочів

Збирання свіжих продуктів завжди було повільною та трудомісткою роботою. Але такі роботи, як Agrobot та Abundant Robotics, оснащені вдосконаленими захватами та системами технічного зору, що дозволяють ідентифікувати та обережно зривати стиглі продукти. Хоча їхні можливості поки що обмежені, вони швидко розширюватимуться на інші фрукти та овочі.

Автономні прополювачі

Точні прополювачі можуть проріджувати поля та знищувати небажані рослини, уникаючи посівів. Розробники, такі як Naio Technologies і FarmWise створюють роботів, які використовують міні-полум'я, електричний струм або механічні інструменти для видалення бур'янів. Їхній підхід без використання хімікатів є більш стійким.

Роботи для моніторингу худоби

Наземні та повітряні роботи тепер автономно пересуваються корівниками, спостерігаючи за тваринами. Роботи для тваринництва від таких компаній, як Antelliq, Cainthus і HerdDogg, передають дані про стан здоров'я окремих тварин для прогнозування захворювань і відстеження режиму харчування/активності. Безперервний моніторинг покращує добробут.

Автоматизовані системи годівлі

Автоматизація годівлі дозволяє фермерам роздавати корм з мінімальними затратами праці. Такі компанії, як Lely, AGCO та Pellon Group, виробляють великих роботів для роздачі кормів. Вони змішують точні раціони для кожної групи худоби і доставляють їх за запрограмованим графіком годування.

Передові моделі та аналітика в галузі агротехнологій

Передові цифрові моделі та інструменти предиктивної аналітики витягують інформацію з даних фермерських господарств, щоб приймати кращі рішення:

Моделювання врожайності сільськогосподарських культур

Складні алгоритми аналізують історичні дані про врожайність, погодні умови, типи ґрунтів та інші змінні для прогнозування очікуваного врожаю. Такі стартапи, як aWhere та CropMetrics, надають послуги з моделювання оцінки врожайності, щоб допомогти фермерам у плануванні.

Прогнозування ризиків шкідників та хвороб

Аналізуючи погодні дані в режимі реального часу, ймовірність опадів, стадію росту культури та рівень шкідників у попередньому році, моделі штучного інтелекту визначають умови, які можуть призвести до спалаху хвороби. Завчасне попередження дозволяє фермерам вжити превентивних заходів та завчасно обробити ділянки з підвищеним ризиком.

Оптимізація зрошення та використання води

Поєднуючи дані ґрунтових датчиків з прогнозами погоди, алгоритми генерують надточні приписи щодо зрошення. Керування внесенням води на основі гіперлокальних рівнів вологості запобігає марнотратству, максимізуючи врожайність.

Програми управління поживними речовинами

Прогностична аналітика визначає ідеальні норми добрив для кожної зони поля на основі даних про поживність ґрунту, потреб культур, цілей врожайності та моделювання поживних речовин. Така точність зменшує надмірне внесення добрив, що знижує витрати та забруднення навколишнього середовища.

Прогнозування запасів і товарів

Інтегруючи історичні дані про пропозицію, оцінки виробництва, тенденції попиту та інші сигнали, фермерські господарства можуть прогнозувати оптимальні обсяги запасів і майбутні ціни на товари для більш ефективного маркетингу.

Впровадження AgTech на вашій фермі

Зацікавлені в інтеграції більшої кількості AgTech-інструментів, але не знаєте, з чого почати? Дотримуйтесь цього покрокового процесу:

Оцініть найбільші виклики вашої ферми

Визначте основні проблеми, що стримують продуктивність, такі як нестача робочої сили, мінливість погоди, спалахи хвороб або низька врожайність. Це дозволяє зосередити технологічні інвестиції на пріоритетних больових точках.

Дослідження агротехнологічних рішень для вирішення цих проблем

Інструменти пошуку, пристосовані до ваших потреб. Наприклад, фермерські господарства, які прагнуть заощаджувати воду, можуть дослідити датчики вологості ґрунту, аерофотозйомку або технології автоматизації зрошення.

Почніть з малого з пілотних програм

Протестуйте потенційні AgTech в обмеженому масштабі, перш ніж розширювати впровадження. Відкалібруйте рішення відповідно до умов вашого господарства. Невеликі пілотні проекти дозволяють вчитися перед великими інвестиціями.

Переглянути рентабельність інвестицій

Зважте, чи переваги, отримані від ваших пілотних AgTech-проектів, виправдовують їх повне впровадження. Розрахуйте період окупності для збільшення інвестицій на основі вже досягнутої економії.

Розвивайте навички персоналу разом з технологіями

Переконайтеся, що ваша команда здобуває навички використання нових технологій за допомогою навчальних програм постачальників та курсів у місцевих коледжах. Доповнюйте технології людськими здібностями.

Проектування інфраструктури для розвитку агротехнологій

Проведіть аудит зв'язку, електричних систем та обладнання. Модернізуйте інфраструктуру, наприклад, високошвидкісний інтернет, де це необхідно, щоб повною мірою використовувати найсучасніші рішення.

Виклики сільського господарства, які вирішують AgTech

Хоча кожне господарство стикається з унікальними обставинами, AgTech допомагає подолати деякі загальні бар'єри:

Нестача робочої сили

Автоматизація рутинних завдань за допомогою роботів та інтелектуальних машин заповнює прогалини, коли кваліфіковані працівники недоступні. Цифрові інструменти також підвищують продуктивність праці.

Невизначеність погоди

Точні польові дані покращують прогнозування впливу мікроклімату. Коригування зрошення, захисту від шкідників та збору врожаю в режимі реального часу зменшує шкоду від складних умов.

Високі операційні витрати

Автоматизація ручної роботи зменшує дорогі витрати на оплату праці. Підвищення ефективності також скорочує витрати на паливо, хімікати, електроенергію та обслуговування обладнання з плином часу.

Спадкоємність поколінь

Сучасні технології, що базуються на даних, допомагають залучити молодих фермерів. Автоматизація також полегшує передачу фермерських господарств, фіксуючи знання операторів.

Зміна споживчих уподобань

Детальні дані допомагають створювати нові продукти. Простежуваність підтримує місцеві, органічні, екологічно чисті продукти та інші нові споживчі запити.

Підвищення прибутковості

Максимізуючи врожайність та оптимізуючи всі витрати на ресурси, такі як добрива, AgTech підвищує прибутковість фермерських господарств. Вища продуктивність з меншою кількістю відходів збільшує прибуток.

Ризики та міркування при впровадженні AgTech

Агротехнологічні інновації обіцяють величезні переваги, але фермерам слід стримувати свої очікування. Кілька ключових ризиків потребують пом'якшення:

Конфіденційність та безпека даних

Оскільки передові агротехнології збирають все більше конфіденційних даних про фермерські господарства, кібератаки та крадіжки стають загрозою. Суворі протоколи повинні захищати власну оперативну інформацію.

Витрати на технології випереджають рентабельність інвестицій

Якщо впровадження відбувається надто швидко або погано пристосоване, фермерські господарства можуть заплатити за недостатньо використані рішення. Рекомендується набратися терпіння і дотримуватися бюджетної дисципліни.

Надмірна залежність від технологій для критично важливих завдань

З розвитком людських ролей надмірна залежність від технологій у виконанні основних функцій призводить до вразливості. Людський нагляд і дублювання залишаються життєво важливими.

Проблеми інтеграції між різними системами

За наявності сотень постачальників апаратного та програмного забезпечення об'єднати різні рішення в уніфіковані системи досить складно. Відсутність стандартизації перешкоджає комплексній оптимізації.

Недостатня інтернет-інфраструктура в сільській місцевості

Точне землеробство часто покладається на швидку передачу даних у режимі реального часу. Але в багатьох регіонах світу зв'язок у сільській місцевості все ще відстає від міського доступу. Обмежена пропускна здатність перешкоджає впровадженню.

Забезпечення кібер-фізичної безпеки

Віддалене підключення робить ферми потенційними мішенями для хакерів. Щоб захистити обладнання та дані, необхідно запровадити багаторівневий захист кібербезпеки.

Основні висновки щодо майбутнього сільськогосподарських технологій

Таким чином, дані та автоматизація відкриють нові горизонти для продуктивності, прибутковості та стійкості сільського господарства. Але для повної реалізації цього потенціалу необхідна низка передумов:

• Фермери повинні проактивно планувати впровадження агротехнологій, виходячи з основних викликів та специфіки фермерських господарств.
• Співробітники потребуватимуть розширеного досвіду в галузі технологій та аналітики, щоб повноцінно використовувати рішення після впровадження.
• Модернізована сільська інфраструктура, особливо високошвидкісний інтернет, уможливлює найсучасніші досягнення.
• Конструктивне партнерство між технологічними інноваторами та фермерами дозволить максимізувати реальну цінність.
• Політика та стимули повинні гарантувати, що агротехнології приносять користь малим фермерським господарствам та сільським громадам у рівній мірі.

Сільськогосподарські технології майбутнього відкривають широкі можливості для того, щоб прогодувати більшу кількість людей, зберігаючи при цьому обмежені природні ресурси планети. Але вони також несуть у собі ризики, такі як поглиблення цифрового розриву. За умови поінформованого управління та довгострокової перспективи майбутнє сільського господарства справді виглядає світлим.