アメリカの農場にやってくるロボット、草むしりやトラクターの運転を手伝う

Oct 20, 2023

カリフォルニア州チュアラー – トランスフォーマーとエドワード・シザーハンズを不格好に組み合わせたような見た目のロボットは、小さな植物の畑をゆっくりと歩き回ります。 3 台の高解像度カメラを使用して、下の地面を覗き込みます。

同期したストロボ ライトで照らされ、オンボード コンピューターは、滑空する各苗木のデジタル画像を作成し、サンフランシスコから 2 時間南にある豊かなサリナス バレーの農地で合理的に見つかる可能性のあるすべての緑と比較します。

ほんの一瞬のうちに、ブロッコリーという一致があり、コンピュータは植物の正確な中心に焦点を当て、その配置の即時チャートを作成します。

「ステムに点を置き、その周囲にマッピングします」と、このロボットのメーカーであるファームワイズのトッド・リンケンバーガー氏は言う。 「今では、何が植物なのかがわかります。それ以外はすべて雑草です。」

ロボットの円形の金属ブレードはスムーズに動き、植物の目の前に来てから、音を立てて開閉し、ブロッコリーの苗の両側の土に正確に食い込み、新芽には触れずに雑草を破壊し、準備完了です。あと一ヶ月ほどで収穫できる大きさに成長します。

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ルイス・バルガスさんは、高校時代に20人規模の除草作業員としてスタートし、現在はカリフォルニアとアリゾナ州で生鮮野菜の生産・販売を行うタニムラ・アンド・アントル社で4台のロボット除草機を運用していると語った。

「私は機動部隊にいたことを覚えています。野原を歩くのは1日10時間だったと思います。雑草が生い茂る野原に入ると、遅くて大変です。そして暑いです」と彼は語った。 「これらの機械は、暑いか寒いかなんて気にしません。」

機械学習を使用したロボットが配備されるにつれ、チュアラルでのシーンは全国的に小さいながらも増え続けている分野で行われています。 現在では、主に自動機械がトラクターを運転して畑を上り下りし、荷物を運び、間伐や除草を行っています。 他のシステムでは、肥料や除草剤を正確に投与します。 しかし、特にデリケートな果物や野菜の収穫は、さらに先のことです。

機械は連携して、多くの問題の解決に役立つように設定されています。 最大の要因は、骨の折れる農業の仕事の必要性を減らすことです。 労働者は引き続き必要だが、ロボットを動かす労働者が増え、退屈な肉体労働をする労働者は減少するだろう。 その結果、システムを構築、実行、修理できる人材に、すでに多くの新しい仕事が生まれています。 コミュニティカレッジや大学は、新世代の農業従事者にこれらのスキルを教えるプログラムの作成に忙しい。

専門家らによると、農業は最先端技術の稀有な応用分野であり、労働者、ハイテク企業、政府、大企業は程度の差こそあれ楽観視しているという。

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ロボットのもう 1 つの利点は、農業以外の人々にとっては直感的ではありませんが、従来の大型トラクターよりも小型で軽量であることです。 これは、地面がまだ湿っていて大型のトラクターや耕運機の重量に耐えられない早い時期に農家が畑で作業できることを意味し、農家は土壌の圧縮や損傷を心配することなく、より長い生育期を得ることができます。

米国農務省の研究生態学者スティーブン・ミルスキー氏は、「春はより湿り、夏はより乾燥すると予想されるため、これは特に気候変動に関して重要である」と述べた。

労働党がこの変化の大きな推進力であるとダリーゴ・カリフォルニア社のジョン・ダリーゴ社長は語る。 彼の家族はカリフォルニアで 3 世代にわたってレタス、ブロッコリー、カリフラワー、ブロッコリー ラーベを栽培しており、従業員の高齢化が目前に迫っています。

「私たちは毎日100万個のレタスを切っていますが、それは大変な仕事です」と彼は言いました。 「野原を歩いている人々は、腰をかがめてレタスを切っていますか？その人々は消えつつあり、引退しつつあります」と彼は言った。

注意が必要なのは、労働者が自動化のメリットを確実に享受できるようにし、自動化をどのように展開するかの決定に協力したいと考えている労働組合によるものです。T米国農場労働組合連合は、ロボットが畑で人間に取って代わる様子を見ていない、と広報ディレクターのアントニオ・デ・ロエラ・ブルスト氏は語った。

同社の最大の懸念は、テクノロジーが農業の仕事をなくすのではなく、改善するために導入されることだ。

「これは農作業をより安全にし、人々の体への負担を減らすために導入されるのでしょうか？」 彼は言った。 「それとも、これは農場労働者の利益を最大化するための単なる別のツールになるのでしょうか？私たちはロボットの導入方法について労働者に発言権を与えたいと考えています。」

ダリーゴ氏は、農業は雇用を改善する必要があると語る。

「建設工事で人を失いつつある」と彼は語った。 「私たちが業界として生き残るためには、より儲かる、興味深い仕事を作らなければなりません。」

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27歳のバルガスさんもまさにそうだ。彼の母親はタニムラ・アンド・アントル社の梱包倉庫で14年以上働いている。

バルガスさんは刑事司法の分野で働くことを目標に大学に進学しましたが、新しいテクノロジーの可能性に興味をそそられました。 彼は約 4 年前に、サリナスにあるスタウト インダストリアル テクノロジー社の最初のデモンストレーション用スマート カルチベーター ロボット システムの開発に取り組み始めました。

現在、彼が管理するロボット作業員は、1 時間に約 1 エーカーの除草を行うことができます。

「手作業の場合、約20人が必要だろう」と彼は言う。

カナダ、オンタリオ州のグエルフ大学で農業技術とイノベーションを研究するエミリー・ダンカン氏は、農業用ロボットや自動化システムは、畑の近くを運転している人にはほとんど見えないと言う。

それは、トウモロコシ、小麦、大豆の畑に沿って自動で走行するトラクターやコンバインのような単純なものでも構いません。 自動操舵と呼ばれるこれらのシステムは GPS を使用し、ドライバーが列の最後尾で方向転換することのみを必要とします。

「1 日に 12、13、14 時間も収穫作業に出かけるとき、長時間運転するのは本当に疲れます。これを使用すると、ほとんどが監視になります」とダンカン氏は言います。

USDAによると、今年の時点で、このようなシステムはトウモロコシ、大豆、綿花、冬小麦などの条作物の50％以上で使用されている。

次のレベルアップは、高解像度カメラを使用して各植物を観察し、植物の状態に応じて正確に測定された肥料を与える機械になります。 貧弱であればもっともらえるかもしれませんが、素晴らしくて頑丈であれば、少なくなるかもしれません。

場合によっては、AG ロボットはこれまで不可能だったことを実行できるようになります。 一例としては、トウモロコシ畑の植物が高く成長した後に、その樹冠の下を移動して草取りを行うことができる小型ロボットがあります。 隠れた雑草であっても、あらゆる雑草は土壌から作物に与えられる栄養素と水分を奪います。

ロボットが開発されているイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の農業経済学教授、シャディ・アタラー氏は、「今は、それらの雑草に近づくことができないので、ただ受け入れているだけだ」と語った。

ロボットはオーガニック食品をより安く作ることもできる。 現在、有機作物は除草剤が使用できないため、従来の作物より多くの栽培と手作業に依存しており、栽培コストが高くなります。 ロボットは代替手段を提供します。

「オーガニックというのは、経済的に余裕のある人が有機野菜を買えるようにするために、労働者が一日中かがむことを意味する場合がある」とアタラー氏は言う。

機械式のロボット除草機に加えて、Carbon Robots のレーザー除草機もあります。これは、手作業や化学物質を必要とせず、30 個のレーザーを使用して雑草や細い苗を刈ります。

ロボットが大きな違いを生むことができるもう 1 つの場所は、被覆作物です。これは、ウィンター ライ麦、ヘアリーベッチ、クリムソン クローバーなどを新しく収穫した畑に植えて水分を閉じ込めて土壌を強化し、その後それらを伐採して土壌を豊かにする栽培方法です。春に再び植える前に土を整えます。

今日、そのような作物は畑の収穫後に播種するか、飛行機で空から種子を降ろさなければなりません。 しかし、ロボットはトウモロコシ、大豆、綿花の樹冠の下に潜り込み、主作物が収穫される前に被覆作物の種子を植えることができる。

「これにより被覆作付の能力が拡大し、所要時間が短縮されます。これは労働集約性を削減するのではなく、人工知能技術を利用して農業の持続可能な移行を支援するものです」とアタラー氏は述べた。

障害となるのは、知識を農業に応用できるテクノロジー人材を見つけることだ。 これが、西部生産者協会がサリナスにイノベーションとテクノロジーのセンターを設立した理由の 1 つです。

しかし、シリコンバレーから南へわずか1時間の距離にあるが、「テクノロジーの分野で働く人々と農業の分野で働く人々の間には、大きな断絶がある」とダンカン氏は言う。

農家が直面している問題は解決するのが難しく、テクノロジー企業が好むような世界規模のサービスを提供することはできません。 作物の種類ごとに新しい解決策が必要になる場合があります。

「私は数年前、ベンチャーキャピタリストの聴衆と話をしました」とカリフォルニアのセントラルバレーにある4代目メロン農場、ターロック・フルーツ社のニール・カリス氏は語った。

「私はメロン狩りの問題について説明していましたが、彼らは皆耳を傾けていました。そして私は、それは実際には3,000万から6,000万ドルの問題領域であり、電気が消えるのを見ることができると言いました。彼らが資金を集めるのに十分な利点はありませんでした」そして私たち特有の問題を解決するために革新します。」

現在、多数の小規模なロボットスタートアップ企業が立ち上げられていることからもわかるように、関心が高まっています。 「10年前、ここにはこんな人は一人もいなかった」とダリーゴ氏は語った。 「今、彼らはたくさんいますが、それに参入するにはさらに多くが必要です。」

イノベーション・テクノロジーセンター所長のデニス・ドナヒュー氏は、特に果物や野菜に関しては、収穫が解決される最後の問題になるだろうと語った。

「イチゴを丁寧に摘むよりも、雑草を枯らす方が簡単だということが分かりました」と彼は言う。 「ロボットハンドは改良されてきていますが、まだそこまでには至っていません。」

また、大幅に安くなるはずです。 「20ドルのリンゴを選ぶのはスタートではありません。2セントの値段がかかるはずです」とカリス氏は言う。

最終的に、ロボットは農業に革命を起こし、小規模農場をより経済的にし、業界全体をより持続可能なものにし、長年「大きくなるか撤退する」というモデルだった農業の世界を変える可能性がある。

「ロボットのようなスケールニュートラルなテクノロジーを使用すると、最大のコンバインがなければ生き残れないとは言えなくなります。問題は、『ロボット 1 台の農場ですか、それとも 30 台のロボット農場ですか?』ということです。 」と農務省の研究生態学者であるスティーブン・ミルスキー氏は述べ、農業企業がシステムを活性化するために使用できる画像の公開データベースを構築している。

同氏によると、カリフォルニア州ワトソンビルにあるFarm-ngのような新興企業は現在、農家が必要なものに合わせて追加できる小型で構成が簡単なロボットプラットフォームを構築しており、農務省もこれを実験しているという。 巨大で大規模で非常に高価な設備から、モジュール式で修理が簡単な軽量ロボットに移行することは、アメリカの農家の長年の特徴である一種の技術的創意工夫を強化することにもなります。

ミルスキー氏が確信していることの 1 つは、機械が農民に完全に取って代わることは決してないということです。

「農家は究極の多要素分析マシンだ」と彼は言う。 「彼らを置き換えることはできません。彼らが必要なことをできるように能力を追加することしかできません。」と彼は言いました。