Öko sci-fi: robotokkal és vízzel a környezetbarát növénytermesztésért
Mindennek alapja a jó termőtalaj – hittük ezt sokáig, amíg a hidropónia meg nem cáfolta. A klasszikus mezőgazdasági módszerek környezetbarát alternatíváját pedig most több magyar cég együttesen igyekszik automatizálni a HydroCobotics projekt keretében. Az innovatív vállalkozásról az egyik résztvevővel, a Green Drops Farm ügyvezetőjével, Rácz Grétával beszélgettünk.
Mik a hidropóniás rendszer előnyei a hagyományos növénytermesztéssel szemben?
A hidropóniával 90-95%-kal kevesebb víz felhasználására van szükség. Kontrollált körülmények között akár háromszor gyorsabban lehet növényeket termeszteni, mint a hagyományos, szabadföldi módszer esetén. Nincs szükség földre, mivel tápanyagdús vízben fejlődnek a növények, ezáltal számos fertőzés, betegség kivédhető. Tökéletes megoldást jelent ott is, ahol növénytermesztésre alkalmatlan a talaj, vagy olyanoknak is, akik nem rendelkeznek kerttel. Ráadásul az eddigi horizontális termelést át lehet alakítani vertikálissá, így akár 30%-kal jobban kihasználható a rendelkezésre álló hely.
A projektben kobotot alkalmaztok. Mi a különbség a robot és a kobot között?
A robot egy nagyobb kategória, ami magába foglalja a kobotokat, vagyis a kollaboratív robotokat. Ezek olyan robotok, amelyek képesek az emberrel való közvetlen együttműködésre. Mozgásuk sebessége (és akár az ereje is) szabványban megadott módon korlátozott, egy esetleges ütközés esetén lelassulnak vagy meg is állnak. Így az emberek akár közvetlenül a kobotok mellett tudnak biztonságosan dolgozni.
Hogyan kapcsolódnak be a hidropóniás növénytermesztésbe?
A vízkultúrás termelés esetében az automatizálást a termékek sokfélesége és jellege egyaránt akadályozza. Emellett a csomagolás gyakran kézi munkát igényel a változó kiskereskedelmi csomagolási követelmények miatt. A hidropónikus termelési folyamat számos feladata nem automatizálható teljesen, és ezért biztonságos ember-robot együttműködésre van szükség. Ezen felül egy további érv a kobotokkal való munka mellett, hogy a robot és szenzorai – köztük a kamerája – segítségével rendszeresen és objektíven lehet adatokat gyűjteni a növényállományról. Aminek köszönhetően megvalósítható a precíziós mezőgazdaság. A projekt célja, hogy a kereskedelemben kapható szenzorokat olyan robotmegfogóval és kiegészítő védőfelszereléssel integráljuk, amelyeket erre az új alkalmazásra terveztek. Így egy biztonságos környezetet lehet kialakítani, és ennek eredményét előre kialakított módon, működés közben ellenőrizzük, azaz validáljuk is.
Mennyiben egyedülálló ez a fejlesztés hazánkban, esetleg Európában?
Jelenlegi információim szerint Magyarországon egyedül mi kombináljuk ilyen módon a hidropónikus termelést kobotokkal. Későbbi célunk egy olyan termelőüzem kivitelezése, ahol a kobotok az emberekkel együtt tudnak dolgozni. Nemzetközi szinten vannak példák arra, hogy a robotokat vagy kobotokat bevonják a termelésbe, viszont ezek többnyire csak részfolyamatok, és nem fedik le a magvetéstől kezdve a csomagolásig vagy esetleg a termékek kiszállításig a felmerülő feladatok listáját.
Hosszú távon olyan rendszert álmodtunk meg, ahol a partnerek 4 toronyból álló egységeket tudnak vásárolni és ezeket fel lehet állítani konténerben, csarnokban, de akár üvegházban vagy használaton kívüli szobában, pincében is. A vásárlók egy applikáción keresztül előfizethetnek termelési receptekre és monitoring hálózatra, hogy még hatékonyabb legyen a termelés.
A HydroCobotics projektben konzorciumba szerveződve vesztek részt. Mi a szerepe az egyes tagoknak?
A Hepenix Kft. a személyre szabott automatizált speciális berendezések és ipari gépek fejlesztésében, gyártásában, telepítésében és karbantartásában rendelkezik tapasztalattal. Így nagyban hozzá tudnak járulni ahhoz, hogy ebben az új mezőgazdasági környezetben is kivitelezhető legyen a robotizált működés. Az ELKH SZTAKI biztosítja a kutatások, fejlesztések tudományos hátterét, valamint a kobotot, illetve annak a programozását is ők végzik. A Green Drops Farm Kft. adja a hidropóniás növénytermesztő tornyot, valamint a termelés területén szerzett jártasságunknak köszönhetően a sikeres kísérletek eredményeit rögtön a gyakorlatban is ki tudjuk próbálni. Ezenkívül segítünk a berendezéssel kapcsolatos fejlesztésekben, és majd mi adjuk az igazi növényeket a tesztekhez.
Alapesetben hogyan működik a Green Drops Farm hidropóniás szettje, és milyen átalakításokra van szükség, hogy kompatibilis legyen a kobottal?
A szettekben a magokon kívül minden szükséges eszközt biztosítunk ahhoz, hogy bárki el tudja kezdeni a kertészkedést. A termeszteni kívánt növények „táptalaja” egy speciális kőzetgyapot, amit először tápoldatos vízbe kell áztatni, majd ebbe szórjuk bele a magocskákat. A palánták a kőzetgyapot kockákkal együtt egy kis hidropóniás kosárba kerülnek, ebben helyezzük el őket a rendszerben, amelyben tápanyagban dús víz kering. Terveink szerint a kobot fogja forgatni a berendezést, hogy a megfelelő pozícióban álljon ahhoz, hogy az adott növényt be tudja helyezni vagy ki tudja venni. Ehhez szükséges még plusz fejlesztés, utóbbi művelethez például egy klipsz, aminek a segítségével a kobot könnyebben hozzáfér a növényhez, egyszerűbben és sérülésmentesen tudja mozgatni azt.
Viszont nemcsak a berendezést, hanem a kobotot is átalakítjuk. A karjára kell egy erőmérő egység, amivel a tesztek során tudjuk majd érzékelni, hogy egy esetleges ütközésnél mekkora erőhatás érvényesül, és ha ez a megengedett érték feletti, akkor a kar mozgását lassítja vagy megállítja, valamint teret ad az erő csökkentéséhez. Ez még kiegészül egy biztonsági szempontból megfelelő burkolattal.
Év elején indult a projekt. Hol tartotok most?
A 9 hónapos projektidőszak alatt két mérföldkövet tűztünk ki, az első szakasz 5 hónapot ölel fel. Jelenleg ennek a felénél járunk: részletesen egyeztettük és elindítottuk a szükséges fejlesztéseket, amelyeknek az első vagy második verziója el is készült. Ilyen például a csapágyak segítségével forgatható hidropónikus torony, klipsz, ujjszonda, 3D nyomtatott és igazi növények, amiket a kobot tud majd mozgatni.
És hogyan haladtok tovább?
Áprilisban tervezzük elvégezni az első teszteket, kezdetben még 3D nyomtatott növényekkel, mivel cél az is, hogy ez a kutatás bárki számára elérhető és megismételhető legyen. Amikor az első teszteken túl vagyunk, szeretnénk használni igazi növényeket is. Már izgatottan várjuk, hogy elkezdhessük ezeket, most az a legfontosabb, hogy minden feltétel megfeleljen az érdemi kezdéshez. Készült egy előzetes kockázatelemzés, aminek alapján a veszélyt okozó tényezőket csökkentjük.
A HydroCobotics projekt a COV:R keretprojekten belül fut. A támogató keretprojekt már meglévő protokolljai közül választottunk ki egyet, amit az első mérföldkő során validálni fogunk. Ez a protokoll megmutatja, hogy egy ipari környezetben az ember-kobot közös munka során milyen ISO szabványokat kell betartani, és miként kell mérni egy esetleges ütközésből adódó erőhatásokat. Úgy gondoljuk, hogy az új mezőgazdasági környezet miatt ezt a protokollt nem lehet teljes egészében alkalmazni hidropónikus termelés során, ezért a teszteredmények alapján fogunk ajánlani egy új protokollt.
Mit gondolsz, ez a fajta növénytermesztés lehet a jövő?
Hiszünk benne, hogy a kobotok felszabadíthatják a munkaerőt az ismétlődő vagy veszélyes feladatoktól. De óvnak attól is, hogy zord élelmiszerelőállítási környezetekben kelljen dolgozni. Továbbá a mezőgazdaság szempontjából csúcsszezonnak számító időszakokban akár éjjel-nappal is el tudják látni a termelési folyamatokat.
Másik oldalról pedig tény, hogy a túlnépesedés és az ebből következő urbanizáció egyre több akadályt állít a megfelelő élelmiszerlánc fenntartása elé. Az eddig mezőgazdasági termelésre használt területeket elkezdtük beépíteni, a megmaradt tájakon pedig egyre nehezebb a termelés a folyamatosan romló környezeti feltételek miatt. Ráadásul a helyzetet tovább rontjuk azzal, hogy egy-egy nagyvárosba akár több ezer kilométerről szállítjuk az élelmiszert. Így azt tudom mondani, hogy igen, a hidropónikus termelés egy nagyon jó lehetőség arra, hogy környezetbarát módon friss és tápanyagban gazdag növényekkel lássuk el a jövő nemzedékét.
Fotók: HydroCobotics
Ha tetszett a HydroCobotics története, szavazz, hogy a hónap közönségdíjasa lehessen!
