РОБОТИЦС ЦРОП 2022, ИЗА ДОЛИНЕ СМРТИ

Да ли коначно почињемо да видимо усвајање робота који штеде радну снагу у пољопривреди? Кратак и неиспуњен резиме одговор је „Зависи“. Неоспорно је да видимо јасне знаке напретка, али истовремено видимо јасне знаке потребног додатног напретка. (Хи-рес копија пејзажа.)

Раније ове године, Удружење западних узгајивача произвео ан одличан извештај који је указао на потребу за роботиком у пољопривреди. Текући изазови у раду су, наравно, главни покретач, али и растући трошкови, будућа потражња, утицаји климатских промена и одрживост, између осталог. Употреба роботике у пољопривредној производњи је следећа прогресија деценија све веће механизације и аутоматизације за побољшање производње усева. Данашња роботика за усеве може се надовезати на ова претходна решења и искористити новије технологије као што су прецизна навигација, визија и други сензорски системи, протоколи за повезивање и интероперабилност, дубоко учење и вештачка интелигенција како би одговорили на тренутне и будуће изазове фармера.

Дакле, шта је Цроп Робот?

Ми смо Тхе Микинг Бовл Беттер Фоод Вентурес стварају разне карте пејзажа тржишта који обухватају употребу технологије у нашем систему исхране. Наша намера у производњи ових пејзажа није само да представимо где се технологија усваја данас, већ, што је још важније, куда она иде. Дакле, док смо развијали овај пејзаж роботике усева 2022, наш референтни оквир је био да гледамо даље од механизације и дефинисане аутоматизације до аутономније роботике усева. Овај фокус на „роботику“ је можда створио најтежи изазов за нас — дефинисање „Робота за усеве“.

Према дефиницији Оксфордског речника енглеског језика, „Робот је машина — посебно она коју може програмирати рачунар — способна да аутоматски изврши сложен низ радњи.“ Ако на тренутак оставимо пољопривреду по страни, та дефиниција значи да се машина за прање судова, машина за веш или термостат који контролише клима-уређај могу сматрати роботима, а не стварима које већини људи призивају „робота“. Када смо питали „Шта је робот за усеве“ у нашим интервјуима за ову анализу, тема „уштеде рада“ се снажно појавила. Мора ли робот за усев бити алат за смањење радне снаге? Овде нас је наша дефиниција робота за усеве покренула на путу „Зависи“?

• Ако машина само детектује или прикупља податке, да ли штеди рад довољно да се размишља о роботу?
• Ако машина нема потпуно аутономни систем мобилности за кретање — можда само уређај који вуче стандардни трактор — да ли је то робот?
• Ако је машина само аутономни систем мобилности који није дизајниран за било који специфични задатак пољопривреде који штеди рад, да ли је то робот?
• Ако је машина беспилотна летелица (УАВ)/дрон, да ли је то робот? Да ли се одговор мења ако постоји флота дронова који међусобно координирају прскање поља?

На крају, за потребе ове роботске анализе пејзажа, фокусирали смо се на машине које користе хардвер и софтвер за опажање околине, анализу података и предузимање акција у реалном времену на информацијама које се односе на функцију пољопривредних усева без људске интервенције.

Ова дефиниција се фокусира на карактеристике које омогућавају аутономне, а не детерминистичке акције. У многим случајевима понављајућа или ограничена аутоматизација може довести до завршетка задатка на ефикасан и исплатив начин. Већи део постојећих и неопходних пољопривредних машина и аутоматизације који се данас користе на фармама одговара том опису. Међутим, желели смо да посебно погледамо роботске технологије које могу да предузму више непланираних, одговарајућих и правовремених акција у динамичном, непредвидивом и неструктурираном окружењу које постоји у пољопривредној производњи. То значи више прецизности, више спретности и више аутономије.

Пејзаж Цроп Роботицс

Naša 2022 Цроп Роботицс Ландсцапе укључује скоро 250 компанија које данас развијају роботске системе за усеве. Роботи су мешавина: неки који су самоходни, а неки не, неки који могу да се крећу аутономно и они који не могу, неки који су прецизни, а неки не, системи засновани на земљи и ваздуху , и оне фокусиране на производњу у затвореном или на отвореном. Генерално, системи треба да понуде аутономну навигацију или прецизност уз помоћ вида или комбинацију да би били укључени у пејзаж. Ове укључене области су означене златном бојом на графикону испод. Бела подручја нису аутономна или нису комплетни роботски системи и нису укључена у пејзаж.

Пејзаж је ограничен на роботска решења која се користе у производњи прехрамбених усева; не укључује роботику за узгој животиња нити за производњу канабиса. Предпроизводни сегменти расадника и сегменти након жетве су такође искључени (али имајте на уму да су високо аутоматизована решења за ове задатке данас комерцијално доступна). Исто тако, понуде само за сензоре и аналитику такође нису укључене, осим ако нису део комплетног роботског система.

Поред тога, укључили смо само компаније које своје роботске системе комерцијално пружају другима. Ако развијају роботику само за сопствену интерну употребу или нуде само услуге, онда нису укључени, као ни академски или конзорцијумски истраживачки пројекти, осим ако се чини да се крећу ка комерцијалној понуди. Компаније производа требале су да достигну барем фазу прототипа који се може доказати у свом развоју. Коначно, компаније се појављују само једном на пејзажу, иако неке могу понудити вишеструка или вишенаменска роботска решења. Такође су постављени према њиховој најсофистициранијој или примарној функцији.

Пејзаж је вертикално сегментиран по систему биљне производње: широки усеви, специјалитети узгојени у пољу, воћњак и виноград, и затворено. Пејзаж је такође хоризонтално сегментиран по функционалној области: аутономно кретање, управљање усевом и жетва. Унутар тих функционалних области су специфичнији сегменти задатака/производа описани овде:

Аутономни покрет

Навигација/Аутономија – софистициранији системи аутоматског управљања са могућношћу скретања на увратини и аутономним навигационим системима

Мали трактор/платформа – мањи аутономни трактори и транспортери величине људи

Велики трактор – већи аутономни трактори и носачи

Индоор Платформ – мањи аутономни носачи посебно за затворене фарме

Управљање усевима

Извиђање и извиђање у затвореном простору – аутономни роботи за мапирање и извиђање и дронови из ваздуха; имајте на уму да роботи који се појављују у другим категоријама задатака/производа могу имати и извиђачке способности поред своје примарне функције

Припрема и садња – аутономни роботи за припрему поља и садњу

Апликација за дрон – прскање и ширење ваздушних дронова

Заштита дронова у затвореном простору – летећи дронови за заштиту биља у затвореном простору

Примена и примена у затвореном простору – аутономна и/или апликација вођена видом укључујући прецизне системе контроле засноване на визији

Коров, проређивање и обрезивање – аутономно и/или вођено видом коров, проређивање и орезивање, укључујући прецизне системе контроле засноване на визији

Индоор Делеафинг – аутономни роботи за чишћење винограда у затвореном простору

Жетва

жетва – аутономна и/или прецизна роботика за жетву специфичну за сектор усева

Неки од сегмената задатака/производа, попут великог трактора, обухватају више система усева, пошто роботска решења у њима могу бити применљива на више од једне врсте усева. Положаји логотипа унутар ових пејзажних оквира не указују нужно на применљивост система усева.

Разноликост понуда које се појављују на пејзажу је можда највећи закључак; Роботика усева је веома активан сектор у свим задацима и врстама усева. У области аутономног кретања, иако је аутостеер у широкој употреби већ дуги низ година, робуснија аутономна навигациона технологија и потпуно аутономни трактори и мање вишенаменске моторне платформе тек улазе на тржиште. У управљању усевом постоји мешавина самоходних и вучених и прикачених уређаја. Задаци прецизне неге усева уз помоћ вида, као што су прскање на местима и уклањање корова, области су тешке развојне активности, посебно за мање аутоматизован сектор специјалних усева. Коначно, усеви високе вредности и високе радне снаге попут јагода, свежег парадајза на тржишту и воћног воћа су у фокусу многих иницијатива за роботску бербу. Као што је наведено, има много активности; међутим, успешна комерцијализација је ређа.

Прелазак Долином смрти за постизање размера

Влада Уједињеног Краљевства је недавно објавила а извештај који разматра аутоматизацију у хортикултури. У извештају они укључују графику анализе животног циклуса аутоматизације приказану испод коју називају „Нивои технолошке спремности у хортикултури“. Ако бисмо мапирали више од 600 компанија које смо истражили у нашој анализи, више од 90 процената ових компанија би и даље било означено у фазама „Истраживање“ или „Развој система“. Историјски гледано, многе компаније за пољопривредну роботику нису успеле, нестале су у „Долини смрти“. Само неколико компанија је достигло „комерцијализацију“, фазу у којој компаније покушавају да пређу опасан пут од успеха производа до пословног успеха и профитабилности.

Постоји много разлога зашто је аг роботика имала високу стопу неуспеха у достизању комерцијалних размера. У суштини, било је веома тешко обезбедити поуздану машину која би била способна да пружи вредност фармеру упоредо са нероботским или ручним решењем по исплативој цени.

Међу техничким изазовима са којима се суочавају компаније за роботику усева су:

1. Дизајн: У раним данима компанија ће можда желети да промени дизајн производа како би испробала нове ствари. Али у неком тренутку када почне да се повећава, потребно је да закључа стандардизацију до могућег степена. Ажурирање примењених система остаје непрекидан изазов.
2. Производња: Компаније које сазревају прелазе са прилагођене на стандардизовану производњу. Једна компанија са којом смо разговарали је отишла од саме изградње машина, до само изградње базе, а затим да добављачи раде подмонтажу. Сада су дошли до тачке сазревања да ниједан члан тима не додирује кључ јер сву производњу обављају партнери.
3. Поузданост: метрика која се обично користи су сати непрекидног рада, а скалирање захтева прелазак са „грешке по миљи“ до „миља по квару“. Способност да се носи са неповољним и непредвидивим условима пољопривредне производње погоршава потешкоће у стварању поуздане машине. Као пример, једна особа је испричала о непредвиђеном изазову рада у виноградима где киселина из сока од грожђа убрзава пропадање опреме.
4. Операција: У неком тренутку у процесу скалирања, особље фарме ће управљати машином без присуства особља за подршку добављача роботских решења. У овом тренутку често постоје празнине у знању о томе како ефикасно управљати машином које треба решити. Корак у скалирању је обучавање особља на фарми да управља самим машинама.
5. Услуга: Још једна метрика за коју смо чули односила се на смањење захтева за ресурсима за сервисну подршку: Како би роботичка компанија могла да пређе са Кс броја људи који подржавају једну јединицу на то да једна особа подржава И број различитих јединица?

Последњи технички аспект скалирања је лакоћа са којом се платформа може модификовати да служи више усева или више задатака. Простор је још толико ран да немамо толико података о технологији пренамене за више усева/задатака. Међутим, то је нешто што многе компаније очигледно желе да докажу како би повећале продају купаца или убедиле инвеститоре да имају потенцијал да опслужују веће тржиште.

Чули смо од бројних покретача роботских усева и инвеститора да се прво треба ухватити у коштац са технолошким изазовима, а затим са економским и пословним изазовима. Реалност је, наравно, да се успешан програмер роботизованог решења за усеве мора суочити са неколико изазова истовремено: одржавањем пословања док пречишћавање тржишта производа одговара купцима који плаћају; усклађивање производа са тржиштем уз одржавање интереса инвеститора; и одржавање ангажовања купаца пољопривредника.

Са пословне стране, покушали смо да идентификујемо када би компанија могла да тврди да је прошла кроз „Долину смрти“. Једна група са којом смо разговарали врло једноставно је рекла да треба поставити три кључна пословна питања:

1. Можемо ли га продати?
2. Да ли потражња надмашује понуду?
3. Да ли економска јединица функционише за све стране?

Одговор на питање „Можемо ли га продати?“ обично се изједначава са тим када и да ли би робот могао да изврши задатак на нивоу човека - упоредиви учинак за упоредиву цену. Тај учинак јасно варира у зависности од усева и задатка. Као пример, постојао је опште заједнички осећај да је „бирање“ најтежи задатак за постизање упоредо са временом, прецизношћу и ценом човека.

Једна тема која се појавила у нашим разговорима је да многи фармери можда још не виде дугорочни потенцијал онога што роботи могу да ураде у пољопривреди. Они на њих гледају (и вреднују) само као на начин да замене задатке које човек обавља — али не гледају на то који ефикаснији приступи мимо способности људи могу бити омогућени овим моћним платформама.

У нашим дискусијама истражили смо да ли је пословни модел компаније за роботику усева направио значајну разлику у томе да ли би могли да га продају. Одговори су били широки о томе да ли постоји корист од модела „Роботика као услуга“ (РааС) у односу на модел куповине/закупа машине. Наш коначни закључак у вези са пословним моделима је да, иако би могло бити корисно понудити „Роботику-као-услугу” (РааС) у раним фазама развоја компаније, на дужи рок компаније би требало да планирају да послују и по принципу куповине. /леасе и РааС модел. Предности РааС-а у раним данима су у томе што 1) омогућавају фармерима да „пробају пре него што купите“ што смањује сложеност и цену, и, на тај начин, смањује баријеру за усвајање и 2) нуде стартап за ближу сарадњу са фармери да разумеју проблеме и идентификују потенцијалне нове изазове за решавање.

Многи стартупи су прерано „развили“ своја решења, пре него што су успели да савладају многе сложености које су повезане са успешним радом на тржишту. Ова „хипе“ је изазвала многе фармере да су сумњичави према роботизацији усева уопште. Пољопривредници само желе (и требају) да ствари функционишу и многи су можда у прошлости били спаљени усвајањем технологија које нису биле у потпуности зреле. Као што је један стартап рекао: „Тешко их је натерати да разумеју итеративни процес“. Ипак, фармери су такође познати као решавачи проблема и многи настављају да се сарађују са стартапима како би помогли у зрелим решењима.

Наравно, „Можемо ли га продати?“ питање би заиста требало проширити на „Можемо ли га продати и подржати?“. Интересантна тачка за посматрање између постојећих компанија и добављача нових решења биће скалирање стартапова и резултирајућа потреба да те компаније имају исплатив канал продаје и услуга. Актуелни продавци, наравно, имају те канале, а Јохн Деере и ГУСС Аутоматион су најавили управо такво партнерство.

Попут фармера, инвеститори такође иду руку под руку са роботским стартапом који прелази Долину смрти. Сентименти инвеститора према пољопривредној роботици су помешани. С једне стране, постоји потврда да није било значајних излазака профитабилних стартапа у овом простору (за разлику од оних који имају само пожељну технологију). С друге стране, постоји увиђање да питања радне снаге у пољопривреди постају све акутнија и да би се овога пута могла реализовати велика потенцијална тржишта. Инвеститори такође виде да су се квалитет технологије и стартап тимови побољшали у последњих неколико година.

Охрабрујуће је видети више инвеститора који гледају у простор него пре неколико година, пишу веће чекове у каснијим рундама и улажу по високим вредностима. Инвеститори такође разумеју изазове боље него раније, тако да могу да разликују сегменте на које програмери циљају, на пример, тешкоће бербе на отвореном пољу у односу на извиђање у стакленику.

Шта нам даје оптимизам Роботика усева напредује?

Дакле, с обзиром на горе наведено, зашто се осећамо оптимистично да роботика усева остварује здрав напредак? Из више разлога, Долина смрти можда није тако широка нити фатална као што је била у прошлости за компаније на овом простору.

Поред растуће потребе за решењима која штеде радну снагу у пољопривреди, ми смо оптимисти да роботика усева напредује само због основног технолошког напретка који се догодио у последњој деценији или тако нешто. Изнова и изнова у интервјуима које смо водили, чули смо фразе сличне „ово не би било могуће пре деценију“. Неко је отворено рекао да пре неколико година „машине нису биле спремне“ за услове пољопривреде. Велика побољшања у основној рачунарској технологији, доступности и перформансама система компјутерског вида, могућностима дубоког учења, па чак и аутоматизованих система мобилности, прешла су дуг пут у последњих десет година.

Поред побољшане технолошке базе, постоји више искусних талената него пре једне деценије и тај таленат доноси низ искустава из целог роботског пејзажа, укључујући увид у скалирање до успеха. С тим у вези, роботика усева може искористити шире, боље финансиране просторе роботике самовозећих возила и аутоматизације складишта. Подједнако важно, већина тимова који виде успех запошљавају комбинацију стручњака за роботику и стручњака за фарму. Претходни тимови за аг роботику су можда имали технолошку снагу да развију решење, али можда нису разумели тржиште аг-производа или реалност пољопривредног окружења.

Такође смо оптимисти јер се дубина и ширина роботских решења за усеве шири, што илуструје број компанија представљених на нашем пејзажу. Иако су велике фарме међуредних усева — попут оних у средњем западу САД — већ високо аутоматизоване и чак су масовно усвојиле роботске системе за аутоматско управљање, веома јасан показатељ напретка је да видимо разноврснији сет роботских решења за усеве него годинама уназад. прошлост.

На пример, нове роботске платформе успешно предузимају задатке који штеде радну снагу и који су скромних потешкоћа. Можда је најбољи пример за то ГУСС аутономна прскалица која може да ради у воћњацима. ГУСС машина са сопственим погоном се креће аутономно и може селективно да подешава прскање на основу својих ултразвучних сензора. Постигла је комерцијалне размере. Такође почињемо да видимо више решења усмерених на пољопривреднике који нису били довољно опслуживани решењима за аутоматизацију која штеде рад, као што су мање операције на фармама или специјализовани системи усева. Примери за то су Глупо, Наио or фарм-нг. На крају, видимо развој „паметних уређаја“. Не преузимајући терет развоја аутономног кретања, ова решења се могу повући иза трактора како би се усредсредила на сложене пољопривредне задатке као што је селективно плијевљење корова и прскање уз помоћ вида. Зелено, Фармвисе Царбон Роботицс су примери оваквог решења.

Један охрабрујући тренд који такође посматрамо је улога постојећих добављача пољопривредне опреме, посебно код специјалних усева. Џон Дир (Плава река, Беар Флаг Роботицс) као и Цасе Нев Холланд (Равен Индустриес) су наговестили спремност да купе компаније у области роботике усева како би употпуниле своје текуће интерне напоре у истраживању и развоју. Иамаха тоиота, преко својих ризичних фондова, такође су показали жељу за партнерством и улагањем у простор. Остаје да се види да ли други постојећи играчи опреме имају вољу да улажу у скуп технологије и талента потребних да се роботска решења доведу на тржиште.

Гледајући унапред

Покретачи за повећану аутоматизацију у пољопривреди су очигледни и вероватно ће наставити да се повећавају током времена. Дакле, постоји велика прилика за роботска решења која могу помоћи пољопривредницима да ублаже своје производне изазове. Односно, све док та решења раде добро и по разумној цени у стварном свету комерцијалних фарми. Као што смо приметили током истраживања пејзажа, постоји импресиван број компанија фокусираних на развој решења за роботику усева у широком спектру система и задатака усева, и са више комерцијалног фокуса од прошлих пројеката. Међутим, тржиште се и даље осећа рано јер компаније настављају да се крећу кроз тежак процес стварања и примене робусних решења у великим размерама за ову изазовну индустрију. Ипак, сада има више простора за оптимизам и опипљивији напредак него икада раније. Чини се да „Долина смрти“ Цроп Роботицс-а коју толико стартапа није успело да пређе постаје све мање широка и злокобна добрим делом због вртоглаве брзине технолошког напретка. Иако је роботска револуција у производњи усева вероватно још неко време, видимо обећавајућу еволуцију и очекујемо да ћемо видети успешније роботске компаније за усеве у не тако далекој будућности.

Признања

Желели бисмо да се захвалимо Пољопривреда и природни ресурси Универзитета у Калифорнији Тхе Вине за њихово снажно интересовање за роботику усева и њихову континуирану подршку овом пројекту. Хвала Симон Пеарсон, директор Линколн института за пољопривредно-прехрамбену технологију и професор агро-прехрамбене технологије, Университи оф Линцолн у Великој Британији за његове увиде и коришћење графике из извештаја Аутоматион ин Хортицултуре Ревиев. Хвала Валт Дуфлоцк Западног удружења узгајивача јер је поделио своју детаљну перспективу о сектору аг роботике. Што је најважније, желимо да одамо признање свим почетницима и иноваторима који неуморно раде на томе да роботика усева постане преко потребна стварност. Посебно хвала оним предузетницима и инвеститорима који су разговарали са нама и пружили јединствен поглед на изазове и узбуђење роботског бизниса за усеве.

биос

Крис Тејлор је виши консултант на Тхе Микинг Бовл тим и провео је више од 20 година на глобалној ИТ стратегији и развојним иновацијама у производњи, дизајну и здравственој заштити, фокусирајући се недавно на АгТецх.

Мицхаел Росе је партнер у Тхе Микинг Бовл Беттер Фоод Вентурес где доноси више од 25 година уроњен у стварање нових подухвата и иновације као оперативни извршни директор и инвеститор у секторима прехрамбене технологије, агтехнике, ресторана, интернета и мобилних уређаја.

Роб Трице основан Тхе Микинг Бовл да повеже иноваторе у храни, пољопривреди и ИТ за лидерство у размишљању и акцији и Беттер Фоод Вентурес да инвестирају у стартапе који користе ИТ за позитиван утицај на Агрифоодтецх.