Tarımı Devrimleştirmek: Verimliliği ve Sürdürülebilirliği Artırmada Robotiklerin Rolü

Tarım sektörü her zaman verimliliği artırmanın, üretimi yükseltmenin ve atıkları azaltmanın yollarını arar. Bunu başarmanın bir yolu da robotlardır.

Robotik, aslında tarım ve gıda üretim süreçlerinin ayrılmaz bir parçası haline gelmektedir. Tarımda robotik kullanımının amacı, sektöre verimliliği ve çevresel sürdürülebilirliği artırma konusunda yardımcı olmaktır.

Tarım Endüstrisinde Robotik 

Robotik olmayan geleneksel tarım daha zaman alıcıdır ve çeşitli tarım süreçlerini yönetmek için önemli insan kaynakları gerektirir. Ayrıca, hava durumu, toprak koşulları ve gübre kullanımı hakkında doğru bilgi eksikliği vardır. Şu anda çoğu tarımsal faaliyet geleneksel yöntemlerle yürütüldüğü için, bu durum genellikle kârsız ve ekonomik olmayan bir tarıma yol açar.

Sonuç olarak, sensör teknolojisi, IoT, veri yönetimi teknolojisi, akıllı karar‑verme algoritmaları, robotik, dronlar ve gelişmiş mekanizmalar gibi gelişmiş AI tabanlı sistemler geleneksel tarım sisteminin yerini almaktadır.

Bu sistemler tarım sürecini zahmetsiz, zaman‑verimli, maliyet‑etkin, yüksek verimli ve sürdürülebilir hâle getirir.

Bu tarımsal devrim, üretim verimliliğinin önemli ölçüde artırılması ihtiyacıyla yönlendirilmektedir. Birleşmiş Milletler’in dünya nüfusunu 2050 yılında 8 milyardan 9,7 milyara çıkacağını tahmin etmesiyle, çiftçiler bu talebi karşılamak için büyük bir baskı ile karşı karşıya kalacak.

Bu nedenle, MarketsandMarkets’e göre tarım robotları pazarının 2023’te 13,5 milyar $’dan 2028’de 40 milyar $’ın üzerine çıkması öngörülmektedir. Ayrıca, Kuzey Amerika, e‑ticaret, gıda & içecek, otomotiv ve ilaç gibi sektörlerde otomasyonun yaygın benimsenmesi sayesinde tarım robotları endüstrisinde büyük pazar payına hâlâ hakimdir. 

Tarım Manzarasında Robotik Uygulamaları

Tarım robotları pazarı, muazzam potansiyele sahip dinamik bir manzaradır. Şimdi, robotların tarım sektöründeki geniş uygulama yelpazesine bir göz atalım.

Daha basit görevlerle başlayarak, sürücüsüz traktörler ve robotlar, tohum ekiminde sürücü‑güdümlü makinelerin yerini yavaş yavaş alıyor. Bu noktada, makine görüsü ve hareket sensörleri, alanda gezinirken engellerden kaçınmak için birlikte çalışır. Örneğin, otonom traktörler kendi kendine sürüş teknolojisini GPS tabanlı olarak kullanır ve traktörlerin yeni engelleri ya da hayvanları tanımasına yardımcı olmak için makine öğrenimini entegre etme planı vardır.

Robotların çiftliklerdeki birincil kullanımı, meyve ve sebze toplama ve paketlemede görülür. Robotların sağladığı doğruluk ve hız, verim miktarını artırıp atıkları azaltarak hasat ve toplama işlemlerini en popüler robotik uygulamalardan biri hâline getirir.

Hayvancılıkta da inek sağımı, yem dağıtımı ve otlatma alanı izleme gibi tekrarlayan görevler otomatikleştirilebilir. Yavaş, tekrarlayan ve sıkıcı görevleri otomatikleştirerek, tarım robotları çiftçilerin genel üretim verimlerini artırmaya odaklanmalarını sağlar. 

Ayrıca, robotlar ekinleri izleme ve topraktaki pH seviyelerini ölçme gibi karmaşık görevleri de yerine getirebilmektedir. Robotlar ayrıca bitki budama, yabancı ot temizleme, insektisit uygulama ve sulama gibi ekin bakımını da programlanabilir şekilde yapabilir.

Yabani otlarla mücadele etmek için şirketler, robotların kimyasal kullanmak yerine yabani otları toplamasını sağlayan bilgisayar görüsü ve çeşitli mekanik araçlar kullanıyor. Benzer şekilde, akıllı püskürtücüler bilgisayar görüsü kameralarıyla yabani otları tanımlayarak hedefli herbisit uygulamaları yapar. 

Tarım Robotiklerinde Yenilik

Yenilik, her sektörde olduğu gibi tarımda da kritik öneme sahiptir ve yeni teknolojileri, özellikle robotik teknolojileri benimsemek, tarımın yüzünü değiştirecek temel faktörlerden biri olacaktır. Sonuçta, dünya nüfusu çarpıcı bir hızla artarken, tarımda yeni yenilikler kaçınılmaz hâle gelmiştir.

1950’lerde ilk endüstriyel robotların icadından bu yana uzun bir yol kat ettik, ancak son birkaç yılda tarımda robotik uygulamalardaki yenilikler önemli ölçüde ilerledi. Şimdi, tarım robotiklerinde öne çıkan bazı önemli yeniliklere bir göz atalım.

Çiftlik Otomasyonu

Çiftlik otomasyonu, şu unsurları birleştirerek insan girdisi ve hatasını azaltır:

• Tarım makineleri
• Bilgisayar sistemleri
• Elektronik
• Kimyasal sensörler
• Veri yönetimi 

Otomatik hasat makineleri ve otonom traktörler sayesinde çiftçiler kaynakları verimli kullanıyor ve daha yüksek verim elde ediyor.

Otomasyon zaten tarım sürecinin büyük bir parçası, ancak önümüzdeki yıllarda daha da kritik hâle geldikçe, artan otomasyon seviyesi çiftçilerin işlerinin yaratıcı, karmaşık ve diğer kritik yönlerine daha fazla odaklanmasını sağlayacak. Ayrıca, otomasyon sayesinde çoğu çiftçi artık daha fazla zamanını aileleriyle geçirebiliyor.

Tarımda CBS

Tarımda Coğrafi Bilgi Sistemleri, ekin türlerini ve konumlarını, gübreleme seviyesini, toprak durumunu ve ilgili bilgileri anlamak için uydu gibi teknolojilere dayanır. CBS uzaktan algı cihazları ve yazılımları tarafından üretilen verilerden yararlanarak çiftçiler bilinçli kararlar alabilir.

Bu teknolojiyi, tarlada ekin ekimi için en uygun konumu belirlemek ve toprak besin değerini iyileştirmek dışında, hayvan hareketlerini izleyerek hayvan sağlığı, doğurganlık ve beslenme konularında da yardımcı olabilir.

Dikey Tarım

Tarımın yeni popüler bir yolu, dikey ya da iç mekan tarımıdır; burada bitkiler tamamen kontrol edilen bir ortamda yetiştirilir. Bu ortamda, bitkilerin su, ışık ve besin ihtiyaçları hidroponik, akuaponik ve aeroponik tekniklerle yapay olarak sağlanır.

Kontrollü Ortam Tarımı (CEA), su tüketimini büyük ölçüde azaltır, bitkileri olumsuz hava koşullarından korur ve alan kullanımını maksimize ederek güvenilir ve daha yüksek verim sağlar; aynı zamanda robotlar sayesinde hasat ve ekim için kaynakların verimli kullanılmasını ve işçilik maliyetlerinin düşürülmesini mümkün kılar.

Dikey tarım hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.

Dronlar

İnsansız Hava Araçları (UAV) veya dronlar, ekinleri izlemek için giderek daha faydalı hâle gelmektedir. Gelişmiş sensörler sayesinde dronlar, bitki büyümesini izleyebilir, hastalık stresini tespit edebilir, alan sıcaklığını izleyebilir ve istenen noktalara pestisit, su ya da gübre püskürtebilir. Bu cihazlar ayrıca görüntüleme, arazi verimliliği ve toprak kalitesini izleme gibi amaçlarla da kullanılabilir; böylece ekinlerin kuraklık ya da sel gibi çevresel faktörlerden etkilenmemesini sağlar.

Hayvan yönetiminde ise dronlar, otlakları gözlemlemek ve geniş arazilerde hayvan hareketlerini izlemek için kullanılır. Bazı dronlar, yüksek vücut ısısına sahip hasta hayvanları tespit etmek için termal kamera donanımına sahiptir. Bu sayede dronlar, çiftçilere zamanında karar alabilmeleri için kapsamlı veri sağlar.

Yapay Polen Taşıyıcılar

Polinasyon, tohum üretimi ve döllenmeyi mümkün kılan bir süreçtir ve birçok ekin için hayati öneme sahiptir. Ancak, polinasyon; habitat kaybı, pestisit kullanımı ve azalan arı popülasyonları gibi birçok zorlukla karşı karşıyadır. 

Bunun sonucunda, doğal polinatörlerin davranış ve görünümünü taklit eden robotik böcekler gibi yenilikler ortaya çıkmaktadır. Bu küçük makineler, sensörler, kameralar, yapay zeka (AI) ve mikro‑aktüatörlerle donatılmıştır; böylece otonom olarak uçabilir, yön bulabilir ve çiçekleri polinasyon yapabilir.

Manuel polinasyona kıyasla, AI destekli robotik böcekler yalnızca daha hassas, esnek, ölçeklenebilir ve maliyet‑etkin olmakla kalmaz, aynı zamanda her türlü hava koşulunda ve ortamda çalışabilir. Bu polinatörler ayrıca istenmeyen çapraz polinasyon ya da kontaminasyonu önlemek için belirli ekin ya da bitki türlerine hedeflenebilir şekilde programlanabilir.

Doğal polinatörler üzerindeki baskıyı azaltarak, AI robotik böcekler ekosistemleri ve biyolojik çeşitliliği yeniden canlandırmaya yardımcı olur; aynı zamanda robotik ve biyoteknoloji alanlarında eğitim, araştırma ve yenilik için yeni fırsatlar yaratır.

Lazer Korkuluklar

Geçmişte çiftçiler, açık tarlalarda ekinleri tehdit eden kuş ve kemirgenleri uzak tutmak için geleneksel korkuluklara güvenirdi. Ancak günümüzde, çiftçiler hareket sensörlü yüksek teknoloji cihazlarla kuşların ekinleri yağmalamasını engellemeye yöneliyor. 

Rhode Island Üniversitesi’nden bir araştırmacı, kuşların hassas olduğu yeşil lazer ışığını yayan bir lazer korkuluk tasarladı. Güneş ışığında insanlara görünmez olan bu lazer, bir alanda 600 feet (yaklaşık 180 metre) menzile sahip bir ışın yayarak kuşları korkutur. Lazer korkuluk, dış etkenlerden korumak için plastik bir kovaya yerleştirilir ve ayarlanabilir bir çubuğa bağlanır.

Hayvancılık Teknolojileri

Gelişen hayvancılık teknolojileri, çiftçilerin çiftlik yönetimini sadeleştirmesine, hayvan bakımını iyileştirmesine ve verimliliği artırmasına olanak tanıyor. Örneğin, robotik, büyük veri ve AI kullanarak teknoloji şirketleri, insan müdahalesi olmadan inek sağımı yapan süt tesisleri, hayvanların ihtiyaçlarına ve miktarına göre özelleştirilmiş yem karışımları sunan yem dağıtım sistemleri ve atıkları temizleyerek daha hijyenik ve hastalıksız ortamlar yaratan temizlik sistemleri gibi görevleri otomatikleştiriyor.

Süt sektöründe, şirketler gerçek‑zaman süt üretimini, kalitesini, sağlık ve hamilelik hormonlarını izleyen sensörler geliştiriyor. Bildirildiğine göre, süt çiftliklerinin %12’si robot kullanıyor ve bu oranın önümüzdeki beş yılda %20’ye çıkması bekleniyor. Aynı zamanda, sanal çitler, sensör takan hayvanları uzaktan yönlendirmeye yardımcı oluyor. 

Şirketler

Tarım robotları endüstrisinde bu kadar çok yenilik gerçekleştiği için, şimdi önde gelen ve kilit oyunculara bir göz atalım:

1. FarmWise

Tarım teknolojisi ve robotik alanında lider bir yenilikçi olan FarmWise, 9 finansman turunda 73,9 milyon $ topladı, kaynak: CB Insights. Şirket, kimyasal kullanmadan yabani otları temizlemek ve sebze tarlalarında veri toplama operasyonları gerçekleştirmek için AI, bilgisayar görüsü ve robotik kombinasyonunu ürünlerine entegre ediyor. 

Şirket, yakın zamanda World Ag Expo 2023’te yeni yabani ot ekipmanı Vulcan’ı tanıttı; bu ekipman, bilgisayar görüsü ve derin öğrenme modelleriyle yüksek hassasiyetle yabani otları temizliyor. 

2. Deere & Company

Bu halka açık şirket, geleneksel tarım makineleriyle tanınır ve AI, IoT, robotlar, makine öğrenimi, büyük veri gibi teknolojileri veri odaklı kararlar almak için kullanıyor. Hisse senedi 382,20 $’dan işlem görüyor ve yılbaşından bu yana %10,86 düşüş gösterdi (YTD). 

DE Fiyat Grafiği

Şirketin piyasa değeri 110,07 milyar $ ve temettü getirisi %1,41. P/E (TTM) oranı 11,30 ve ROE (TTM) %47,73. 30 Temmuz 2023 tarihli üçüncü çeyrek için John Deere, net gelir olarak 2,978 milyar $ açıkladı.

3. Carbon Robotics

Tarım robotiklerinde önde gelen yenilikçi olan Carbon Robotics, AI, bilgisayar görüsü, robotik ve lazerleri kullanarak çiftçilerin yabani ot kontrol süreçlerini sadeleştirmesine yardımcı oluyor. Şirket, istenmeyen bitkileri tanımlayıp kaldırmak için derin öğrenme kullanan ticari tarım için otonom bir lazer yabani ot temizleyicisi sunuyor. 

Şirket, LaserWeeder’ı 17 ABD eyaleti ve üç Kanada eyaletine sunma yolunda. Bu yıl Nisan ayında Carbon Robotics, üretim ve uluslararası genişleme hızlandırmak için toplamda 67 milyon $’a ulaşan 30 milyon $’lık bir yatırım aldı.

4. Trimble

Tarım ekipmanları için robotik ve otonom teknolojiler geliştiren Trimble (TRMB) hisseleri bu yıl %16,12 düşüş gösterdi; hisse fiyatı 42,41 $ ve P/E (TTM) 31,61, ROE (TTM) %8,16. 3Q23 için şirket, gelir olarak 957,3 milyon $ açıkladı; bu, yıllık %8,2 artış ve hisse başına GAAP dışı kazanç 68 cent demektir. 

Çeyrek sonunda Trimble, 216,8 milyon $ nakit ve nakit benzeri ve toplam borç 3,05 milyar $’a sahipti. Tarım otomasyonu yarışının hız kazanmasıyla, AGCO Corp (AGCO.N) yakın zamanda Trimble’ın tarım işine %85 hisseyi 2 milyar $ karşılığında satın alacağını duyurdu.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Tahmini 150 çalışanı olan bu şirket, çiftçilerin ekin yönetimini iyileştirmesine olanak tanıyan drone tabanlı veri çözümleri sunuyor. Tarımın yanı sıra, şirket enerji, inşaat ve hükümet sektörlerine tam kapsamlı drone çözümleri sağlıyor. 

UAVS Fiyat Grafiği

Eylül ayında AgEagle, sabit kanatlı insansız hava sistemi eBee VISION dronunu piyasaya sürdü. Piyasa değeri 15,83 milyon $ olan AgEagle (UAVS) hisseleri 0,13 $’dan işlem görüyor ve P/E (TTM) oranı -0,22. Ağustos ayında şirket, geçen yıl %95,62 büyüyen gelirinin ardından ikinci çeyrek gelirini 3,28 milyon $ olarak açıklayarak belirgin bir düşüş kaydetti.

Tarım Robotiklerinin Artıları ve Eksileri

Tarım sistemlerini otomatikleştirmenin birçok faydası vardır:

• İnsanların aksine, robotlar daha hızlı çalışabilir ve sıkılma, yorgunluk, mola ihtiyacı, verim düşüşü ya da yaralanma riski olmadan daha uzun süre faaliyette kalabilir.

• Atıkları ve işçilik ile çiftlik işletme maliyetlerini azaltarak, tarım robotları maliyet‑etkin bir yöntem sunar. 

• Robotlar insan hatasına maruz kalmadığından, tekrarlayan işleri ve karmaşık görevleri süreç boyunca doğru ve hassas bir şekilde yerine getirebilir.

• Robotlar sayesinde mevsimsel işlerde işçi sıkıntısı ya da ürünlerin zamanında paketlenmemesi gibi sorunlar yaşamazsınız.

• Gelişmiş algılama yetenekleri, otonom karar‑verme ve hassas yürütme becerileri sayesinde robotlar, karmaşık, zorlu ve tehlikeli ortamlar altında bile doğru ve verimli üretim hedeflerine ulaşabilir. 

Bununla birlikte, tarım sistemlerini otomatikleştirmenin dezavantajları da yok değil:

• Robotların en büyük endişesi maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Verimlilik ve verim artışıyla maliyet dengelenebilse de, hâlâ büyük bir başlangıç harcaması gerektirir; ancak teknoloji ilerledikçe maliyetlerin düşmesi beklenmektedir.

• Robotların çalışması için elektrik ve düzenli bakım gerekir; bu da ek maliyet demektir.

• Tarım robotları, her görevi yerine getirebilmeleri için karmaşık algoritmalara ihtiyaç duyar; bu da çiftçilerin kullanmadan önce eğitim alması gerektiği anlamına gelir.

Sonuç

Gördüğümüz gibi, robotlar araştırma ve endüstrinin dikkatini giderek daha fazla çekiyor ve bu da tarım robotlarının hızlı bir evrim geçirmesine yol açtı. Algılama, karar‑verme, kontrol ve yürütme tekniklerini birleştirerek, önemli iyileştirmeler de sağlandı.

Bu, artan nüfus ve azalan arazi ve su kaynakları bağlamında mantıklı bir durum; tarım robotları, daha akıllı, daha güvenli ve daha üretken bir tarım yöntemi sunarak benzersiz ve bütünleşik bir rol oynuyor!