Tarımda robotik: 2023 uygulamaları ve sınırlamaları

Tarım sektörü kaynak tasarrufu, daha iyi üretim ve daha az israf için çeşitli teknolojiler kullanıyor. Robotik bunlardan biridir. Bu makale, 2023 döneminin teknolojilerini ve şirket bilgilerini ele alır.

Tarım ve gıda üretimindeki bazı görevler otomatikleştirilerek verimliliğin ve çevresel performansın iyileştirilmesine katkı sağlanabilir. Sonuçlar uygulamaya, maliyete ve işletme koşullarına bağlıdır.

Tarımda robotik 

Elle yapılan işler özellikle yoğun dönemlerde zaman alabilir ve fiziksel açıdan ağır olabilir. Ancak robot kullanmayan bir çiftlik kendiliğinden zarar ediyor ya da hava ve toprak bilgisine sahip değil sayılmaz. Çiftçiler makineleri, deneyimi ve farklı veri kaynaklarını birlikte kullanır.

Sensörler, bağlantılı cihazlar, veri yönetimi, algoritmalar, robotlar ve dronlar belirli görevleri destekleyebilir. Bunların hepsi robot değildir ve her sistem yapay zekâ kullanmaz.

Bu sistemler zaman ve bazı girdilerden tasarruf sağlayabilir; planlama, bakım ve ekonomik değerlendirme gerektirir.

Gelecekteki gıda talebi de bu teknolojilere ilgiyi artırır. Dönemin Birleşmiş Milletler nüfus tahmininde dünya nüfusunun 2022’deki yaklaşık 8 milyardan 2050’de 9,7 milyara çıkabileceği öngörülüyordu. Bu, o dönemin tahminidir; bugünkü nüfus değildir. Gıda talebini yalnızca nüfus belirlemez.

2023’te yayımlanan bir pazar tahmininde MarketsandMarkets tarım robotları pazarını 13,5 milyar ABD doları olarak değerlendirmiş ve 2028’de 40,1 milyar dolara ulaşabileceğini öngörmüştü. Tahminin kapsamı ve varsayımları önemlidir; sonuç garanti değildir. Kuzey Amerika’nın konumu, e-ticaret gibi diğer sektörlerdeki otomasyonla tek başına açıklanamaz. 

Tarımda kullanım alanları

Sistemlerin görevleri, ticari olgunluğu ve gözetim ihtiyaçları farklıdır. Fayda ve maliyet her çiftlik için ayrıca değerlendirilmelidir.

Otomatik traktörler ve sürücü destek sistemleri belirli tarla işlerini yapabilir. Konumlandırma ve sensörler birlikte çalışır; GPS tek başına hayvanları veya beklenmedik engelleri tanımaz. İlgili alanlardan biri otonom sürüş teknolojisidir; tarımsal kullanımın kendine özgü koşulları ve sınırları vardır.

Bazı meyve ve sebzelerin hasadı ve paketlenmesi için robotlar bulunur. Hız, meyve hasarı, olgunluk tespiti ve ekonomik yarar ürün ve sisteme göre değişir. Robotlar kendiliğinden daha yüksek hasat sağlamaz.

Hayvancılıkta sağım, yem dağıtımı ve mera izleme gibi işler kısmen otomatikleştirilebilir. Tekrarlayan işlerin azalması zaman kazandırabilir; hayvan bakımı ve gözetimi yine gereklidir. 

Özel sistemler ürünleri izleyebilir veya uygun sensörlerle toprağın pH değeri gibi özelliklerini ölçebilir. Ekipmana göre budama, yabancı ot temizleme, bitki koruma ve sulamaya da yardımcı olabilir.

Mekanik yabancı ot temizliği ile hedefli püskürtme farklı yöntemlerdir. Kamerayla tanıma, bir aleti yabancı ota yönlendirebilir veya herbisit uygulamasını seçili noktalara sınırlayabilir. 

Tarım robotiğindeki gelişmeler

Yeni teknoloji işgücü eksikliği ile su ve arazi kısıtlarına karşı yardımcı olabilir. Seçim çiftliğin ihtiyaçlarına dayanmalıdır.

2023’te hem ticari sistemler hem araştırma prototipleri vardı. Kullanılabilirlik, maliyet ve beklentiler değerlendirilirken bu ayrım önemlidir.

Çiftlik otomasyonu

Bir sistem şu bileşenleri birleştirebilir:

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

Otomatik makineler belirli görevlerde hassasiyeti ve kaynak kullanımını iyileştirebilir. Hasat yine yetiştirme koşullarına bağlıdır.

Zaman tasarrufu başka işlere olanak sağlayabilir. Ancak çoğu çiftçinin robotlar sayesinde ailesine şimdiden daha fazla zaman ayırdığı iddiası kanıtlanmamıştı. Bakım ve sistem yönetimi de emek gerektirir.

Coğrafi bilgi sistemleri

CBS, haritaları ve uydu verileri dâhil konuma bağlı bilgileri birleştirir. Yetiştirme ve girdi kullanımı kararlarını destekleyebilir. Uzaktan algılama topraktaki tüm besin maddelerini kendiliğinden ölçmez.

Haritalar ve hayvan hareketlerine ilişkin veriler mera ve sürü yönetimine katkıda bulunabilir. Bunlar veteriner değerlendirmesinin veya yem ihtiyacı analizinin yerine geçmez.

Dikey tarım

Dikey tarımda birden fazla yetiştirme katmanı üst üste kullanılır. Her türlü kapalı alan tarımıyla aynı değildir. Hidroponik, aeroponik ve akuaponik; su ve besin düzenleri farklı olan ayrı yöntemlerdir.

Kontrollü ortam su ve alan tasarrufu sağlayabilir, hava koşullarının etkisini sınırlayabilir. Ancak aydınlatma, iklimlendirme, yatırım ve ürün seçimi maliyeti ve çevresel etkiyi belirler. Robotlar toplam maliyetin düşeceğini garanti etmez.

Dikey tarım hakkında daha fazla bilgi edinin.

Dronlar

Dronlar bitkilerin gelişimi ve durumu hakkında görüntü ve ölçüm toplayabilir. Ekipman ve kullanım kurallarına göre hedefli püskürtme de yapabilir. İzleme sorunların tespitini destekler, ancak tek başına kuraklığı, seli veya hastalığı önlemez.

Dronlar hayvanların yerini bulmaya ve merayı incelemeye yardımcı olabilir. Termal görüntülerin yorumlanması gerekir; bu görüntüler tek başına hastalık teşhisi değildir.

Tozlaşma robotları

Tozlaşma birçok üründe döllenmeye ve tohum oluşumuna katkı sağlar. Doğal tozlaştırıcıları ve yaşam alanlarını korumak önemini korur. 

Araştırmalar, yerde ilerleyen sera robotlarından küçük uçan prototiplere kadar uzanır. Bazı sistemler sensör, kamera veya yapay zekâ kullanır. Her küçük robotun bağımsız yön bulma veya tarlada kanıtlanmış tozlaşma yeteneği yoktur.

Uçan araştırma prototipleri 2023’te tüm ürün ve hava koşulları için genel kullanıma açık ticari bir çözüm değildi. Bunlar, belirli sera ürünleri için sunulan ticari robotlardan ayrılmalıdır. Hassasiyet, maliyet ve hasat etkileri her uygulamada sınanmalıdır.

Robotlarla tozlaşma ekosistemleri veya biyolojik çeşitliliği kendiliğinden eski durumuna getirmez. Tamamlayıcı bir araç olabilir; doğal tozlaştırıcıları korumak ayrı bir görevdir.

Lazerle kuş uzaklaştırma

Kuş uzaklaştırmanın amacı ürün zararını azaltmaktır. Geleneksel korkuluklar ve lazer sistemleri farklı yöntemlerdir; tüm kuş ve kemirgenlere karşı evrensel çözümler değildir. 

Rhode Island Üniversitesi araştırmacısı Rebecca Brown, genişliği yaklaşık 600 feet, yani 183 metreye kadar olan mısır tarlalarında hareketli yeşil lazeri inceledi. Işın ürünlerin üzerinden taranıyor ve elektronik parçalar bir kapla korunuyordu. Tarlanın biçimi sonucu etkiliyor, kuşların tamamı uzaklaşmıyordu. Işının gündüz zor görülmesi, zararsız olduğu anlamına gelmez.

Hayvancılık teknolojisi

Otomatik sağım, yem dağıtımı ve temizlik tekrarlayan işi azaltabilir. Yem miktarları doğru ayarlanmalıdır. Temizlik ortamı tamamen hastalıksız yapmaz ve hayvanların gözetimi devam etmelidir.

Sensörler süt üretimini, hareketi ve bazı sağlık veya üreme belirtilerini izleyebilir. Makaledeki yüzde 12 robot kullanımı ve beş yılda yüzde 20’ye ulaşma tahmininin coğrafi ve istatistiksel kapsamı açık değildi. Bunlar küresel gerçekler olarak okunamaz. Sanal çitler bir cihaz aracılığıyla hayvanlara yön verir; onları uzaktan fiziksel olarak taşımaz. 

2023’ten şirket örnekleri

Aşağıdaki bilgiler makalenin dönemine aittir. Hisse fiyatları ve finansal oranlar tarihsel verilerdir; gömülü grafikler güncellenebilir. Örnekler yatırım tavsiyesi değildir.

1. FarmWise

FarmWise tarım teknolojisi geliştiriyordu. Makale dokuz finansman turunda 73,9 milyon dolar toplandığını belirtmiş ve veri tabanı olarak CB Insightskaynağına başvurmuştu. Bu, makalenin o dönemde kullandığı bilgidir; güncel doğrulanmış finansman toplamı değildir. Şirket sebze üretiminde seçici yabancı ot temizliği için kamera ve mekanik aletleri birleştiriyordu. 

FarmWise, Vulcan’ı 14 Şubat 2023’te World Ag Expo’da tanıttı. Kamera ve derin öğrenmeyle bitki tanıyan mekanik bir yabancı ot temizleme ekipmanıydı. Otomatik tanıma bütün makinenin sürücüsüz çalıştığı anlamına gelmez. 

2. Deere & Company

John Deere markasıyla bilinen Deere & Company, tarım makineleri ve otomasyon geliştirir. Makaledeki 382,20 dolarlık fiyat ve yılbaşından itibaren yüzde 10,86 düşüş 2023’e ait bir anlık görünüm olup güncel fiyat veya getiri değildir. 

DE Fiyat Grafiği

Aynı tarihsel karşılaştırmada piyasa değeri 110,07 milyar dolar, temettü getirisi yüzde 1,41, F/K 11,30 ve özkaynak kârlılığı yüzde 47,73 idi. Bunlar güncel ölçümler veya garantili getiri değildir. Deere, mali yılının 30 Temmuz 2023’te biten üçüncü çeyreği için 2,978 milyar dolar net kâr açıkladı.

3. Carbon Robotics

Carbon Robotics, yabancı otları tanımak ve yok etmek için kamera ve lazer kullanır. 2022–2023 dönemindeki ticari LaserWeeder traktöre bağlanan bir ekipmandı; 2021’deki kendiliğinden hareket eden gösterim prototipinden farklıydı. Otomatik lazer kontrolü sürücüsüz hareketle aynı şey değildir. 

Şirket Nisan 2023’te 30 milyon dolar finansman topladığını duyurdu; o tarihteki toplam 67 milyon dolara ulaştı. 17 ABD eyaleti ve üç Kanada ili bilgisi dönemin teslimat planını anlatıyordu; güncel kapsam veya tüm teslimatların bittiğine ilişkin kanıt değildi.

4. Trimble

Makale Trimble (TRMB) için tarihsel olarak 42,41 dolar fiyat, yılbaşından itibaren yüzde 16,12 düşüş, F/K 31,61 ve yüzde 8,16 özkaynak kârlılığı veriyordu. 2023 üçüncü çeyrek geliri, bir önceki yıla göre yaklaşık yüzde 8,2 artarak 957,3 milyon dolardı. Düzeltilmiş GAAP dışı hisse başına kazanç 0,68 dolar, GAAP ölçümünde ise 0,30 dolardı. 

Makale çeyrek sonunda 216,8 milyon dolar nakit ve nakit benzeri ile yaklaşık 3,05 milyar dolar borç belirtmişti. AGCO, 28 Eylül 2023’te Trimble’ın tarım varlıklarını içeren bir ortak girişimin yüzde 85’i için 2 milyar dolar ve JCA Technologies katkısını kapsayan anlaşmayı duyurdu. Bu, Trimble’ın tamamının yüzde 85’i değildi. İşlem Nisan 2024’te tamamlandı.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

AgEagle tarımın yanı sıra altyapı ve kamu kullanımları için drone ve veri çözümleri sunuyordu. Makaledeki tahmini 150 çalışan güncel doğrulanmış personel sayısı değildir. 

UAVS Fiyat Grafiği

AgEagle, eBee VISION’ı 6 Eylül 2023’te tanıttı. Sabit kanatlı insansız hava aracı yalnızca tarım için değil, ağırlıklı olarak gözetim için tasarlanmıştı. 15,83 milyon dolarlık piyasa değeri, 0,13 dolarlık fiyat ve −0,22 F/K tarihsel verilerdir. Sonraki şirket işlemleri doğrudan fiyat karşılaştırmalarını sınırlar. Makale ayrıca 2023 ikinci çeyrek gelirinin yaklaşık 3,28 milyon dolar olduğunu ve önceki yıl, yani 2022’de yüzde 95,62 büyüme görüldüğünü belirtiyordu. Negatif F/K kârlılık göstermez.

Faydalar ve sınırlamalar

Kullanıma bağlı olası faydalar şunlardır:

• Tekrarlayan ve fiziksel olarak ağır işin azalması. Makineler uygun koşullarda uzun süre çalışabilir, ancak enerji, bakım ve güvenli kullanım gerekir.

• İsraf ve bazı girdilerin tüketiminde azalma. Toplam ekonomik sonuç satın alma, kurulum ve işletme maliyetlerine de bağlıdır. 

• Belirli görevlerde tekrarlanabilir hassasiyet. Robot ve yazılım tanıma, ayarlama veya uygulama hatası yapabilir.

• İşgücü eksikliğinde kısmi destek. Mevsimlik iş ve hasat zamanlamasıyla ilgili tüm sorunlar ortadan kalkmaz.

• Ekipmanın tasarım sınırları içinde zor işlere destek. Makineler kaza riskini tamamen ortadan kaldırmaz. 

Başlıca sınırlamalar şunlardır:

• Yüksek başlangıç yatırımı. Beklenen tasarruf toplam maliyetle karşılaştırılmalıdır; fiyatların düşmesi veya yatırımın geri dönmesi garanti değildir.

• Maliyet ve kullanılabilirliği etkileyen enerji, bakım, yedek parça ve teknik destek ihtiyacı.

• Eğitim, doğru ayarlar ve belirli göreve uyarlama. Her robot veya algoritma tarımdaki her işi yapamaz.

Sonuç

2023’te tarım robotiği, yerleşik ticari çözümlerle deneysel teknolojileri birlikte içeriyordu. Sensör, kontrol ve mekanik aletlerin birleşimi farklı olgunluk düzeylerinde fırsatlar sunar.

Değerlendirme çiftliğin ihtiyaçlarına, maliyete, altyapıya, güvenliğe ve çevresel etkiye dayanmalıdır. Robotik çiftçiye destek olabilir, fakat tek başına daha yüksek hasat veya sürdürülebilirlik sağlamayı garanti etmez.