Roboty stacjonarne i mobilne w hodowli. Nowe możliwości w automatyzacji hodowli krów
W rozbudowanej hodowli zwierząt nakład pracy ręcznej jest zazwyczaj duży i często jest to praca całodobowa. Z tego powodu wprowadzanie mechanizacji i automatyzacji w tym obszarze jest bardzo uzasadnione.
Okazuje się także, że automatyzacja obejmująca podawanie paszy, sprzątanie, a zwłaszcza udój, podoba się nie tylko ludziom, ale także zwierzętom, które z zainteresowaniem oglądają i obwąchują nowoczesny sprzęt, wykazując spore zainteresowanie postępem technicznym. Krowy w oborze dobierają się w mniejsze stada o hierarchicznej strukturze, wymuszającej własny porządek oraz spokój i prawdopodobnie dlatego wolą metalowe, zimne maszyny od stresującej niekiedy obecności ludzi. Efektem automatyzacji jest podniesienie dobrostanu stada oraz jakości mleka, a co za tym idzie – poprawa wyników ekonomicznych gospodarstwa. W dalszej części artykułu omówiono przykłady robotów stosowanych w hodowli krów.
Mobilny robot mieszająco-zadający paszę
Krowa pobiera pokarm 8–12 razy na dobę. Ciągła dostawa paszy zachęca krowy do częstego pobierania pokarmu i zapewnia zwierzętom stojącym niżej w hierarchii stada dostęp do pożywienia. Do tego celu służy mobilny, zasilany akumulatorowo, robot mieszająco-zadający z systemem automatycznego ładowania, który porusza się wzdłuż zadanej trasy na stole paszowym i w zaprogramowany sposób miesza oraz zadaje paszę. Jednocześnie podgarnia rozrzuconą paszę i monitoruje jej ilość oraz decyduje o wielkości dodanej partii. Karmienie odbywa się poprzez podawanie małych porcji przez siedem dni w tygodniu, 24 godziny na dobę, co zapewnia krowom ciągły dostęp do świeżej mieszanki pasz i zapobiega wyjadaniu tylko najsmaczniejszych jej składników. Robot może obsłużyć 250–300 krów.
Mobilny robot mieszająco-zadający paszę Lely Vector
Mobilny robot podgarniający paszę
Możliwość ruchu krów mlecznych, podczas wyjadania paszy ze stołu paszowego, ogranicza drabina paszowa – zwierzęta mogą sięgać po pożywienie tylko na odległość równą wyciągniętej szyi, łba i wysuniętego języka. W związku z tym część paszy jest poza ich zasięgiem, a dodatkowo część jest w sposób niezamierzony odsuwana poza ten zasięg. Aby krowa mogła skorzystać z tego pożywienia, trzeba je okresowo podsuwać pod jej pysk.
Do tego celu służy zasilany akumulatorowo robot podgarniający z systemem automatycznego ładowania, który jeździ wzdłuż stołu paszowego i obrotowym zabierakiem zgarnia rozrzuconą paszę, przesuwając ją w kierunku krów. Badania potwierdziły korzystny wpływ podgarniania rozrzuconej paszy przez robota w porównaniu z podgarnianiem ciągnikiem rolniczym i wykazały, że krowy częściej podchodziły do stołu paszowego podczas przejazdu robota niż w czasie przejazdu ciągnika.
Mobilny robot podgarniający rozrzuconą paszę Lely Juno
Mobilny robot sprzątający obornik
Hodowla bydła mlecznego może odbywać się na podłodze rusztowej, z której odchody trafiają przez otwory do zbiornika znajdującego się pod podłogą, a następnie są usuwane na zewnątrz. Utrzymanie w czystości takiej podłogi polega na stałym, systematycznym przegarnianiu odchodów przez otwory rusztu.
Robot przeznaczony do czyszczenia z odchodów podłóg rusztowych porusza się po zaprogramowanej trasie, przez siedem dni w tygodniu, 24 godziny na dobę, nie zakłócając spokoju krów. Przepycha zanieczyszczenia przez otwory podłogi rusztowej za pomocą obrotowego zgarniaka, może też być zaopatrzony w spryskiwacz. Wbudowany czujnik ultradźwiękowy umożliwia jazdę w stałej odległości od ściany i omijanie przeszkód w postaci słupów budowlanych i nóg krów. Robot jest zasilany akumulatorowo, a po czyszczeniu wraca do stacji ładowania.
Mobilny robot sprzątający Lely Discovery
Stacjonarny robot udojowy
Najważniejszą, codzienną czynnością w oborze jest dojenie. Opracowano rozmaite systemy zmechanizowanego udoju, jednak najnowocześniejsze są stacjonarne roboty, działające całą dobę, do których krowy same podchodzą, zachowując optymalną kolejność przy wchodzeniu do kojca udojowego. Dla zachęty i uspokojenia otrzymują dodatkowo porcję smakowitej paszy.
Stacjonarny robot udojowy Lely Astronaut – widok od strony krowy po dojeniu
Robot, do którego kojca weszła krowa, zgodnie z zaleceniami weterynaryjnymi realizuje program obejmujący kolejno następujące czynności:
- identyfikacja zwierzęcia,
- wydanie porcji smakowitej paszy relaksującej,
- zamknięcie wrót kojca,
- lokalizacja i mycie wymion,
- lokalizacja strzyków oraz przyssanie do nich kubków udojowych,
- rozpoczęcie udoju i usunięcie pierwszych porcji mleka (eliminowanie potencjalnych zanieczyszczeń),
- udój właściwy z kontrolą opróżnienia strzyków,
- kolejne odczepianie kubków udojowych,
- dezynfekcja strzyków,
- otwarcie wrót kojca i zachęcenie krowy do wyjścia,
- dezynfekcja instalacji,
- schładzanie mleka,
- analiza chemiczna i bakteriologiczna mleka,
- wprowadzenie uzyskanych danych do systemu.
Stacjonarny robot udojowy Lely Astronaut – widok od strony krowy podczas dojenia
Automatyczne czochradło stacjonarne
Bardzo ważnym, potrzebnym w każdej oborze urządzeniem jest automatyczne czochradło. Uruchamia się ono pod wpływem nacisku i wiruje w kierunku przeciwnym do kierunku napierania krowy. Spiralnie ułożone włosie o różnej grubości wiruje w obu kierunkach i dzięki temu zużywa się równomiernie. Czochradło czyści skórę, likwiduje swędzenie, pobudza krążenie krwi, zapewnia spokój w stadzie, komfort i dobrostan krów. Perspektywy dalszej automatyzacji, zmierzającej do pełnej robotyzacji czochradła, są bardzo obiecujące.
Automatyczne czochradło Lely Luna
Relacja między zwierzętami i maszynami
Opisany zrobotyzowany system wykorzystuje instynktowne, stadne zachowania krów, które same regulują kolejność i czas podejmowania wędrówki do robota udojowego i czochradła. Krowy nie są zestresowane, a ruch robotów zadających paszę, podgarniających i sprzątających nie powoduje u nich niepokoju i traktują je jako niegroźne oraz przewidywalne otoczenie. Najlepiej świadczy o tym fakt, że krowy oswajają się z robotem udojowym i innymi urządzeniami systemu szybko, bo w czasie około trzech tygodni, co zwykle jest wynikiem porównywalnym z czasem przyzwyczajania się do pracowników obory.
Poczynione obserwacje mogą służyć do weryfikacji niektórych poglądów dotyczących prowadzonych od wielu lat projektów, usilnie zmierzających do stworzenia robotów na obraz i podobieństwo człowieka. Skoro krowy reagują przyjaźnie na robota wykonanego w formie industrialnej, metalowej, twardej, zimnej maszyny, która się porusza, hałasuje i dokonuje u nich intymnych zabiegów, to nie jest pewne, czy nie zareagowałyby gorzej na robota wykonanego w formie miękkiego, dwunożnego oborowego z nylonowymi wąsami, wyposażonego w gumiaki i widły. Analogicznie, istniejące i wprowadzane obecnie do środowiska człowieka roboty i inne czochradła, wykonane w industrialnym stylu, mogą być jeszcze przez lata odbierane jako bardziej przyjazne od pojawiających się w przyszłości robotów o zbliżonym do ludzkiego wyglądzie i zachowaniu. Jak wiadomo, wygląd o niczym nie świadczy, a liczy się przede wszystkim wysoki poziom usług.
Lely Astronaut
Podsumowanie
Robotyzacja w hodowli krów i innych zwierząt wprowadzana jest komercyjnie w ostatnich latach. Opisane przykłady automatycznych maszyn są dobrze przyjmowane zarówno przez ludzi, jak i przez przedstawicielki bydła mlecznego. Badania naukowe wyraźnie wskazują na wzrost dobrostanu stad, a co za tym idzie, także na lepsze rezultaty ekonomiczne hodowli. Zaobserwowano również interesujące relacje zwierząt z robotami, które być może rzucą nowe światło na badania dotyczące relacji ludzi i robotów.
PRZEMYSŁOWY INSTYTUT AUTOMATYKI I POMIARÓW PIAP
Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa
tel. 22 874 01 94, 22 874 04 42
fax 22 874 02 16
www.piap.pl
source: Automatyka 3/2017