מישהו קטף את החסה שלי

לפני שנתיים חיפש מיכאל עמר, מנהל תחום החקלאות בקיבוץ עלומים שליד גבול עזה פתרון טכנולוגי למחסור הכרוני בכוח אדם בחממות לגידול ירקות. והוא לא היה צריך ללכת רחוק. הוא חבר ל-MetoMotion, סטארט-אפ ישראלי שמשתמש בבינה מלאכותית ורובוטיקה כדי להחליף עובדי חקלאות אנושיים. החברה, כך התברר, שהחלה את דרכה בחממת Trendlines, פיתחה את הקובוט הראשון שלה – GRoW – לטובת קטיף ואריזת עגבניות. הפנייה של עמר הגיעה בדיוק בזמן והתוצאה הייתה הקמתו של מרכז מו”פ בישראל של MetoMotion לפיתוח קווי מוצרים נוספים בשדות עלומים, כמה מאות מטרים מגבול עזה. הנטיעות הראשונות היו אמורות להתחיל בתחילת אוקטובר. הם קיבלו אישור ממשרד החקלאות לפיילוט, הוזמנו שתילים וגם הרובוט הראשון כבר הועמד בכוננות. בשביעי באוקטובר הגנו עמר וחבריו למשק על הקיבוץ מפני מחבלי חמאס ועצרו את כניסת המחבלים לאזור המגורים של הקיבוץ. בנו של עמר, ניתאי נפל בקרב אחר, ברצועה. מאז, הקשר בין MetoMotion ואנשי הקיבוץ רק התחזק מאז וכבר יש דיבורים על חזרה לפרוייקט הניסויי כאשר יינתן אור ירוק לחזור לשדות הקיבוץ. הצורך בפתרונות חכמים לבעיה של החקלאות לא נעלם וגם לא ייעלם בקרוב.

מפעולות חברות חקלאות ארגוניות ועד חוות בבעלות קיבוצית או משפחתית, מערכות אוטומטיות מאפשרות לתעשיית החקלאות להפוך ליותר קיימא, פרודוקטיבית ויעילה יותר. ככל שאוכלוסיית העולם ממשיכה לגדול, הביקוש לייצור מזון גדל, מה שמוביל לצורך גדול יותר בפרקטיקות חקלאיות יעילות וברות קיימא.

מרגע שהרובוט של MetoMotion נכנס לאזור הקטיף הוא הופך לאוטונומי. מערכת מתוגברת AI מזהה אשכולות פרי ראויים לקטיף, על פי הגדרות מראש של החקלאי. קרדיט: MetoMotion

שיפור תהליכים ואוטומציה

בשנים האחרונות חלה בעולם החקלאות מהפכה ביעילות ובפרודוקטיביות עקב הכנסת הקובוטים, רובוטים שיתופיים, שפועלים לצד בני אדם כדי לשפר ולייעל תהליכים במגוון ענפי תעשייה ומשק, שכן ניתן לתכנתם בקלות רבה להשלמת משימות שונות, מריתוך כלי רכב, דרך מיון תרופות ועד לקטיף ואריזה של עגבניות.

השימוש בקובוטים בחקלאות ובגינון הפך בשנים האחרונות ליותר ויותר פופולרי, מכיוון שהם עוזרים להפחית את עלויות העבודה האנושיות ולהגביר את הדיוק והפרודוקטיביות. ניתן להשתמש בקובוטים למגוון משימות חקלאיות, דוגמת קציר, מיון ובדיקת יבולים, כמו גם לאריזה, העמסה ופריקה. למעשה, קובוטים ממוקמים כיום בפלח האוטומציה התעשייתית הצומח ביותר עם CAGR צפוי של 43.4% בין 2021 ל-2027.

על ידי אוטומציה של משימות ידניות, קובוטים יכולים בהחלט גם לעזור להפחית את הסיכון לתאונות ופציעות בעבודה של בני האדם. בנוסף, קובוטים, שמסוגלים לבצע משימות חוזרות וגוזלות זמן במהירות ובדייקנות יכולים לעזור להפחית את כמות הזמן המושקעת במשימות מייגעות, ומאפשרות לאנשים עצמם להשקיע יותר זמן במשימות בעלות ערך גבוה יותר – נתון חשוב במיוחד כשמדובר בפעולות חקלאיות הדורשות עבודת כפיים תכופה ואינטנסיבית.

אם בעבר, קובוטים יכלו לבצע רק משימות פשוטות יחסית על פסי ייצור, כמו צביעת ריסוס, ריתוך והרכבת מכוניות, כעת, עם תכונות IoT מובנות, כמו חיישני חום ומצלמות תרמיות מובנות ועד חיבור זרועות קובוטיות לעגלות קובוטיות מתניידות, הקובוטים מסוגלים לבצע משימות מדויקות יותר על סמך מקרי השימוש שלהם כשהמטרה העיקרית שלהם היא לשפר את הפרודוקטיביות ולספק תובנות לקבלת החלטות.

כך לדוגמה, במגזר החקלאות העירונית הקטן, אך הצומח של סינגפור, קיימים מגדלי מזון דוגמת חברת  Singrow שמפתחת פתרונות אגרי-טק חדשניים לייצור פירות וירקות. החברה פורסת קובוטים במערכות הקציר וההאבקה שלהם ובשיתוף פעולה עם Universal Robots נעשה שימוש אינטנסיבי במודל AI משולב שעוזר לזהות פרחים ותותים.

ברגע שפרחי התות מזוהים על ידי המצלמה על הקובוט, מאוורר מופעל כדי לנשוף מהר יותר להאבקה יעילה יותר. Singrow מתאימה תותים למסד הנתונים שלה באמצעות המצלמה והסורק האינפרא אדום המורכבים על הקובוטים והיא גם זו שמתכנתת את הקובוטים לבחור תותים בשלים. הקובוטים, אומרים בחברה, הם פתרון מושלם לחקלאות עירונית. משימות שחוזרות על עצמן כמו האבקה ידנית יכולות בקלות לעבור לביצוע קובוטי, מה שיקל על עובדים אנושיים לקחת על עצמם תפקידים טובים יותר המנצלים את היכולות הקוגניטיביות והחברתיות שלהם.

הקובוטים חוסכים לבעלי הרפתוות התמודדות עם מחסור בן עשור בחולבים מוסמכים קרדיט: UR

גם עם פרות

חקלאות אינה זרה לאוטומציה, אך עבודות רבות הקשורות לחקלאות דורשות מגע ׳עדין׳ בעיקר כשמדובר בעבודה בצמוד לצד בני אדם ובעלי חיים.  GNE Farm Equipmentלדוגמה, משתמש ברובוטים השיתופיים של Universal Robots כדי להפחית את עלויות העבודה של חליבת פרות, מה שעוזר לחברה להתמודד עם מחסור בן עשור בחולבים מוסמכים. הקובוט ממכן את התהליך עתיר העבודה של חיטוי ידני של עטינים של פרות לפני ואחרי החליבה, ומציע שיפורים דרמטיים ביחס לגישות רובוטיות מסורתיות.

מערכת טיפוסית בה השתמשו בעבר במחלבות, דרשה רובוט גדול עם מצלמה ומערכת ריסוס. כאשר הוא הופעל, הרובוט שלח צינור עם המרסס מתחת לפרה כדי להחיל את חומר החיטוי. ׳רובוטי רצפה׳ כאלה דרשו התקנה יקרה לתוך רצפת מכון החליבה, כמו גם גידור כדי להגן על העובדים וגם לאחר התקנת הרובוט הוא הצריך תכנות והדרכה מקצועית לכל העובדים. אם הרובוט מאבד כוח בזמן שהצינור והמרסס נמצאים מתחת לפרה, זרוע הריסוס עלולה לפצוע את הפרה ולפגוע בדוכן החלב הסיבובי וברובוט, וכתוצאה מכך תיקונים יקרים, תכנות מחדש והשבתה נוספת בייצור.

לעומת זאת, הקובוטים של UR מועברים כיום למקומם בקלות ולא תופסים יותר מקום מאשר חולב אנושי. המערכת כוללת מיכל אחסון לחומרי חיטוי, משאבות, שסתומים. הם גם אינם זקוקים לכלוב בטיחות – תכונות בטיחות מובנות עוצרות את תנועת הרובוט אם מישהו נכנס לאזור העבודה. באופן דומה, אם הרובוט מאבד כוח, זרוע הריסוס קלת המשקל והגמישה מתכופפת כך שלא תפצע את הפרה ותומכת בקפיצים כדי לחזור למצב העבודה. את הקובוטים קל לתכנת באמצעות אפליקציה על מסך המגע.

בביקור שערכתי ב- Cascina Italia צפיתי לא מכבר מקרוב בתפעול השוטף של לול ענק המטפל בעשרות אלפי ביצים ביום באמצעות קובוטים של UR המשפר את הגמישות והיעילות התפעולית של שלבי האריזה. הקובוטים משחררים את העובדים מהתהליך המאומץ של הכנת אריזות מגושמות להפצה בקנה מידה גדול, והעובדה שהם פועלים בשטח פתוח ללא גדר מאפשרת להם לעבוד זה לצד זה עם העובדים בקווי הייצור. החברה ממיינת ארבעה גדלים של ביצים לפי משקל כדי לייצר יותר מ-220 אפשרויות מסחריות בפורמטים שונים, בהתאם לסוג האריזה הנדרשת. במפעל, כך אמרו לי, מצפים להחזר על ההשקעה הראשונית תוך פחות משנה.

הקובוטים מסוגלים לבצע משימות מדויקות יותר על סמך מקרי השימוש שלהם כשהמטרה העיקרית שלהם היא לשפר את הפרודוקטיביות. קרדיט: UR

בין המשימות אליהם גוייסו כיום רובוטים ניתן למצוא:

קציר ואיסוף פירות וירקות. הקובוטים משתמשים בחיישנים ובמצלמות כדי לזהות מתי היבולים מוכנים לקטיף, ואז משתמשים בזרועות רובוטיות או בכלים אחרים כדי לקצור אותם בזהירות מבלי לפגוע בתוצרת. רובוטים בעלי שישה צירים אחראים לרוב על תהליך הקטיף.

ניכוש עשבים. הרובוטים כאן מסירים עשבים שוטים משדות ללא עבודת כפיים אנושית. רובוטים לעשבים משתמשים בטכנולוגיית זיהוי תמונה כדי לזהות עשבים שוטים ומשתמשים בכלים מדויקים כדי להוציא אותם מהאדמה. ישנם רובוטים ייעודיים רבים שתוכננו במיוחד עבור יישומי ניכוש עשבים. הרובוטים האלה זוחלים מעל התוצרת, מחפשים עשבים שוטים ואז מושיטים זרוע קובוטית כדי למשוך, לחנוק או לרסס את העשב.

בנוסף, חקלאים יכולים להשתמש ברובוטים אלה למשימות כמו ניתוח קרקע, שתילה ואפילו קציר במקרים מסוימים.

ככל שהטכנולוגיה הזו מתקדמת והביג דאטה הופכת נפוצה יותר, אנו יכולים לצפות לראות עוד יותר יישומים חדשניים של רובוטים ניידים בתעשיית החקלאות. לדוגמה, מינוף של ניתוח ביג דאטה כדי להבין מתי והיכן יש סיכוי גבוה יותר להופיע עשבים שוטים ולפעול בהתאם. זיווג זה יוביל בסופו של דבר לפרקטיקות חקלאות יעילות ובת קיימא יותר בנוסף להגברת הפרודוקטיביות.

זריעה ושתילה. רובוטים אלו נועדו להפוך את תהליך שתילת היבולים לאוטומטי. משימות זריעה ושתילה הן מייגעות וחוזרות על עצמן – משימה מושלמת לרובוטיקה. רובוטים אלה משתמשים ב-GPS ובטכנולוגיות אחרות כדי לשתול במדויק זרעים באדמה, תוך הבטחת מרווח ועומק מיטביים לכל זרע. רובוטים ניידים וטרקטורים אוטונומיים משמשים בדרך כלל למשימות אלו, במיוחד עבור מערכות חקלאות בקנה מידה גדול. הפקות בקנה מידה קטן יותר יכולות למנף זרועות מפרקיות וקובוטים ניידים.

זִבּוּל. רובוטים משמשים יותר ויותר ליישומי דישון בחקלאות. שיטות דישון מסורתיות כוללות לרוב פיזור דשן על פני שדות שלמים, דבר שעלול להיות בזבזני ולהוביל לפיזור לא אחיד. מצד שני, רובוטים ליישום דשן יכולים ליישם דשן ישירות על הצמחים או האדמה, להפחית את הפסולת ולהבטיח שכל צמח יקבל את הכמות הנכונה של חומרים מזינים. רובוטים אלו יכולים להצטייד בחיישנים ובטכנולוגיות מיפוי המאפשרות להם לנווט בין שדות ולפזר דשן במיקומים מדויקים. חלק מהרובוטים משתמשים במערכות פנאומטיות כדי לירות כדורי דשן לתוך האדמה, בעוד שאחרים משתמשים בדשן נוזלי שמרוסס ישירות על הצמחים.

משטוח ואריזה. זו תפקיד מסורתי יותר כשמדובר בקובוטים והוא לא פחות חשוב. ביקור במתקני אריזה רבים מגלה שיותר ויותר חקלאים עובקים לשימוש של קבע בקובוטים לאריזה ולהעמסה של משטחי פירות וירקות.

הקובוטים משתמשים בחיישנים ובמצלמות כדי לזהות מתי היבולים מוכנים לקטיף, ואז משתמשים בזרועות רובוטיות או בכלים אחרים כדי לקצור אותם בזהירות. קרדיט: UR

קובוטים, ChatGPT ו- 5G

ובכלל, נראה שהקובוטים ׳שואבים׳ אל התחום כיום את המיטב שבטכנולוגיות. עם המעבר המסתמן בקרוב לרשתות תקשורת מהירות 5G, קובוטים יוכלו לשפר את הביצועים שלהם. לא רק שהרשת המהירה תשפר את בעיות ההשהיה במכונות אלו, 5G  גם יאפשר להן להיות אוטומטיות לחלוטין ולבצע משימות בדיוק רב יותר. החברות אריקסון, היטאצ’י וג’ורג’יה טק יצרו פתרון שמטרתו להגדיל את הפרודוקטיביות של קובוטים על ידי מתן אפשרות למפעיל האנושי לחלוק את עומס העבודה. רשת הליבה של אריקסון מוגדרת באמצעות יישום לקוח בשלט רחוק כדי להבטיח שהאינטראקציה בין הרובוט למפעיל האנושי בטוחה, והרובוט עוקב אחר הנחיה בזמן אמת.

כיום, גם לבינה המלאכותית יש חלק בחיזוק התופעה. צוות מדענים מאוניברסיטת TU Delft בהולנד והאוניברסיטה הטכנית השוויצרית EPFL ביקש מ-ChatGPT פתרון אוטומציה יעיל וחסכוני לבעייה שמציקה ללא מעט חקלאים: איך קוטפים עגבניות עדינות עם מינימום נזק ליבול. מנוע ה-AI  התבקש להציע פתרון קל לביצוע ואת טכניקת הקטיף היעילה ביותר והתוצאה: קובוט ייעודי מונחה ראיית מכונה, ובמקרה הזה – קובוט של חברת Universal Robots שיוצא לשטח כשהוא רכוב על עגלה רובוטית לטובת ההתניידות.

“רצינו ש-ChatGPT ׳יעצב׳ לא רק את כל התהליך – כולל בחירת הקובוט הספציפי – אלא כזה שיהיה ממש שימושי”, הסביר קוזימו דלה סנטינה, עוזר פרופסור מ-TU Delft. ב׳דיונים׳ שלהם מול ChatGPT, עלה במשותף הרעיון ליצור רובוט לקציר עגבניות הוגה והחוקרים דיווחו שהצעות העיצוב ותכנון הביצוע היו ׳בהחלט משכנעים׳, כולל בגיבוש ההחלטה מתי המעבר לאוטומציה מלאה שווה כלכלית.

ChatGPT אף הציע הצעות שימושיות במהלך שלב היישום, תוך ייעוץ לגבי חומרים ומנגנונים ספציפיים לשימוש, כגון המלצה על שימוש בסיליקון, או גומי, עבור התפסן שבקצה הזרוע הקובוטית, כדי למנוע ריסוק העגבניות העדינות במיוחד.

קובוטים וכלכלה

תעשיות החקלאות והגינון מהוות מזה זמן רב את עמוד השדרה של הכלכלה שלנו, ומספקות מזון  ומוצרים רבים אחרים. ככל שתעשיות אלו ממשיכות לצמוח ולהתפתח, חקלאים ועסקים חקלאיים מחפשים יותר ויותר דרכים להישאר תחרותיים. עם ההבטחה ליעילות מוגברת, חיסכון בעלויות והפוטנציאל להפחתת העבודה האנושית, הטכנולוגיה נחשבת כמשנה משחק עבור החקלאות בת זמננו.

קובוטים כבר הוכחו גם כמשפרים את תפוקת היבול. באמצעות חיישנים ואלגוריתמים מתקדמים, קובוטים יכולים לזהות ולהגיב לשינויים בסביבה שיכולים להשפיע על צמיחת היבול. נתון זה מאפשר לחקלאים להתאים את התשומות שלהם בהתאם ולמטב את התשואה שלהם מבלי להזדקק ליישומים כימיים מוגזמים. בנוסף, ניתן לתכנת קובוטים כדי להפחית את צריכת המים, ולהפחית עוד יותר את ההשפעה הסביבתית של החקלאות.

קובוטים יכולים גם לעזור לחקלאים לנטר טוב יותר את היבולים שלהם. על ידי שימוש בחיישנים למעקב אחר תנאי הקרקע, קובוטים יכולים לעזור לחקלאים לזהות בעיות בשדות שלהם לפני שהן הופכות יקרות מדי או קשות מדי לתיקון. זה יכול לעזור לחקלאים להימנע מטעויות יקרות ולשמור על שיטות חקלאות ברות קיימא.

השימוש בקובוטים בחקלאות וגינון רק מתחיל להמריא, והפוטנציאל להגברת היעילות והפרודוקטיביות הוא גבוה ביותר. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת והקובוטים משתכללים יותר, האפשרויות הן אינסופיות. לקובוטים יש פוטנציאל לחולל מהפכה בדרך שבה מייצרים ומשנעים מזון, כשהם מאפשרים שיטות חקלאות יעילות ופרודוקטיביות יותר.

וכן, קובוטים יכולים לעזור לשפר את איכות המוצר. על ידי השתלטות על משימות הדורשות דיוק רב, קובוטים יכולים לעזור להבטיח שהמוצרים עומדים בתקני האיכות הגבוהים ביותר. זה מועיל במיוחד עבור פעולות חקלאיות שחייבות לדבוק באמצעי בקרת איכות מחמירים.