Kā radās ideja par nezāļu robota izveidi?

Pirmsākumi nāk no 2017. gadā, kad, strādājot Latvijas augu aizsardzības pētniecības centrā, radās iespēja piedalīties LAD Sadarbības 16.1.projektā. Proti, publisks finansējums no Eiropas Komisijas līdzekļiem ar mērķi veicināt lietišķos zinātniskos pētījumus, kuri palīdzētu zemniekiem risināt tiem aktuālās problēmas. Un impulss nāca no zemniekiem. Tas bija audzētāju, it sevišķi bioloģisko, pieprasījums – rast efektīvu nezāļu ierobežošanas metodi, jo kaplēšana, pie mūsdienu darbaroku trūkuma, vairs nav iespējama. Samērā ātri tapa skaidrs, ka kultūraugi ir ļoti atšķirīgi, tāpēc universālā risinājuma nemaz nevar būt. Jāizvirza prioritātes un jāstrādā pie tām. Palikām pie dārzeņkopības. Sākām ar vairākiem kultūraugiem, vēlāk koncentrējamies uz burkāniem. Tika testētas vairākas iespējas - sākot ar dažādiem rušināšanas veidiem un mehāniskās nezāļu iznicināšanas līdz lāzera izmantošanai. Beidzot palikām pie lāzera, jo tas dod iespēju iznicināt nezāles maksimāli tuvu kultūraugam.

Kādi bija lielākie izaicinājumi darba procesā?

Projekta gaitā tika radīts autonomā robota prototips, kuru izmēģināja vairākās saimniecībās Latvijā. Izklausās vienkārši, bet patiesībā vajadzēja risināt trīs uzdevumus:
• radīt autonomo platformu, kura spēj pati pārvietoties pa lauku un pārvadāt nepieciešamās iekārtas;
• radīt rīkus nezāļu iznīcināšanai (tie bija ar mehānisko “roku” pārvietojamie rotējošie rušinātāji un lāzers);
• rast piemērotu optiku ar pietiekamu izšķirtspēju augu attēlu uzņemšanai un apmācīt programmu tos atpazīt.

Tas viss prasīja ļoti daudz inženieru darba stundu. Ja autonomās platformas pasaulē rada un tagad jau arī ražo vairākas f irmas, otrais un trešais uzdevumi prasīja vairāk inovāciju. Sākumā bija doma apmācīt robotu atpazīt visas nezāles, bet drīz vien sapratām, kas tas ir ļoti sarežģīti un īsti nemaz nav vajadzīgs. Robotam jāzina, kurš no redzamiem augiem ir jāatstāj un visi pārējie jāiznicina. Arī tas nav viegli! Viens no izaicinājumiem bija atrast partnerus ar vajadzīgajām kompetencēm, saprotošus programmētājus. Daudziem programmētajiem šķiet, ka nav grūti iemācīt programmu atpazīt augus uz attēliem, bet tas tikai līdz brīdim, kad nonāk uz lauka. Izrādās, ka gan kultūraugi, gan nezāles dažādās attīstības stadijās izskatās ļoti atšķirīgi. To izskatu attēlā ietekmē arī gaisma, augsne, vai augi aug uz līdzena lauka vai uz vagu skaustiem.

Bija nepieciešams izveidot komandu, un tas mums bija izdevies. Projektā piedalījās 7-8 cilvēki, pašlaik mēs esam četri.

Kā radās “Weedbot”?

Kad projekts bija noslēdzies, visi gūtie dati tika publicēti zinātniskajā literatūrā un kļuva brīvi pieejami. Ar komandu domājām, ko darīt tālāk? Varēja palikt akadēmiskajā vidē un turpināt dažādus pētījumus, vai veidot uzņēmumu un komercializēt projektā gūto pieredzi. Mēs izvēlējamies otro variantu, jo projekta gaitā tapa skaidrs, ka zemnieku un pētnieku intereses būtiski atšķiras. Pētniekam gribas atklāt un aprakstīt kaut ko pavisam jaunu, savukārt zemniekam katrā sezonā jārisina vienas un tās pašas problēmas. Rezultātā 2020. gadā tika nodibināts uzņēmums “WeedBot” un uzsākts darbs pie jauna jaudīgāka un praktiski pielietojama prototipa izveides, izmantojot jaudīgāku lāzeru. Atteicāmies arī no autonomā robota platformas, priekšroku dodot traktoram piekabināmam agregātam. Pašlaik šis prototips ir notestēts vairākās valstīs, un ir uzsākta iekārtu komerciālā ražošana.

Kāpēc fokuss ir tieši uz burkāniem?

Izpētot potenciālo tirgu, mēs sapratām, ka vislielākais pieprasījums pēc precīzās ravēšanas varētu būt burkānu bioloģisko audzētāju vidū. Burkānu platības Eiropā un Ziemeļamerikā ir ļoti lielas, un tieši bioloģiskajiem audzētājiem ir milzīgas problēmas ar nezālēm. Kaut gan, gatavojot lauku pirms sējas, nezāļu dīgšana tiek izprovocēta un tad tās iznīcina ar ecēšām vai liesmām, un pēc burkānu sadīgšanas tiek izmantoti dažnedažādi kultivatori, pastāv apmēram divu nedēļu garš starplaiks, kad liesmas lietot vairs nedrīkst, jo cietīs arī nupat sadīgušie burkāni, bet kultivatorus vēl nedrīkst, jo kultūraugi vēl par jaunu. Lielas bioloģiskās saimniecības ārzemēs cenšas nodrošināt ravēšanu ar rokām, bet tās ir lielas izmaksas (ap 2000/- eiro/ha), un ej nu vēl atrod tik daudz cilvēku, kuri būtu gatavi ravēt ar rokām, pat guļot uz platformas. Tieši šajās divās nedēļās lāzers spēj iznīcināt pavisam mazas (līdz 2-4 īsto lapu vecumam) nezāles, apstrādājot visu augu vai tikai augšanas punktu. Kad burkāni sasniedz 10-12 cm augstumu, tie kļūst par lieliem un sāk traucēt iekārtas darbību, bet šajā stadijā veiksmīgi var tikt izmantoti mehāniskie rušinātāji.

Pieredze rāda, ka pašlaik audzētājiem nav tik svarīgi, lai robots-ravētājs būtu pilnīgi autonoms, tos pilnīgi apmierina aiz traktora piekabināma iekārta. Pirmo iekārtu mēs nosaucām “Lumina” un plānojam, ka ar laiku tai sekos arī citi modeļi. Prototipa darba platums ir 2 m, kaut gan ir iespējami arī lielāki platumi. Darba ražīgums ir atkarīgs no darba platuma un traktora braukšanas ātruma, savukārt ātrumu ietekmē lauka nezāļainība. Perēkļos, kur izsējas daudz nezāļu sēklu, traktoram jāuzkavējas ilgāk, bet posmos, kur nezāļu ir maz, ātrums var būt lielāks. Minimālais darba ātrums ir 100 m/h, bet maksimālais 1,2 km/h. Darba ražīgums 2 m platai iekārtai ir 2,4 ha darba dienā (10 h), 6 m platai iekārtai tas varētu sasniegt 7 ha dienā.

Svarīgi, ka iekārta ar pietiekami jaudīgu lāzeru patērē maz enerģijas, jo nepieciešamā elektroenerģija tiek radīta no paša traktora ar piedziņu, ar jūgvārstu. Vienas rindas apstrādei pietiek ar diviem zirgspēkiem, mūsdienās visās zemnieku saimniecības ir pietiekami jaudīgi traktori.

Cik maksā lāzerēšanas iekārtas?

Skaidrs, ka tās nevar būt lētas, bet nav arī tā, ka liela burkānu audzēšanas saimniecība tās nespētu atļauties. Piemēram, divrindu iekārta maksā ap 150 tūkst. eiro un Rietumeiropas valstīs ar 50-70% atbalstu investīcijām tā atmaksājas jau 10-15 ha lielā burkānu platībā. Protams, lielākas iekārtas ir dārgākas.

Cik Weedbot mašīnas pašlaik jau strādā un kādās valstīs?

Pēc pirmā prototipa testēšanas vairākās valstīs, šoruden divas pirmās komerciālās “Luminas” tiks piegādātas pircējiem Beļģijā un Vācijā. Tās ir 2,4 m platas, spēj apstrādāt četras augu rindas vienlaikus. Mūsdienās šāda tehnika tiek ražota pēc pasūtījuma no rūpnīcā ražotiem moduļiem. Pašu moduļu salikšana kopā notiek mūsu ražotnē Jelgavā.

Kas notiek, ja kaut kas saplīst? Nezāles taču negaidīs.

Pašlaik mēs braucam pie klienta un remontējam paši. Proti, aizvedam jaunu moduli un nomainām bojāto. Pēc nogādāšanas atpakaļ ražotnē skatāmies, kur un kas sabojājies. Nākotnē mēs plānojam izveidot sadarbības partneru tīklu dažādās valstīs, lai tie spētu nodrošināt servisa pakalpojumus. Tieši ar tādu domu “Lumina” tika projektēta kā modulārā iekārta, lai varētu ātri nomainīt moduli un nekavēt lauka darbus.

Kādi ir turpmākie attīstības plāni?

Turpināt “Luminas” ieviešanu tirgū, paplašināt mērķa kultūraugu klāstu un veidot sadarbības partneru tīklu. Neapšaubāmi, pēc 10-15 gadiem pieprasījums pēc autonomiem lauksaimniecības robotiem palielināsies, jo ir grūti atrast arī kvalificētus traktoristus. Pat lielās dārzeņu saimniecībās pie sarežģītās tehnikas stūres bieži vien sēž pats saimnieks vai ģimenes loceklis.