الحلب السيارات والدفيئات التلقائي: كيف تعمل مزرعة صغيرة التكنولوجيا الفائقة

تُعد مزرعة Rivendale في إحدى ضواحي بيتسبرغ بمثابة مختبر لتطبيق التكنولوجيا على المزارع الصغيرة.

كل آلة الحلب الآلي هذه تكلف 200000 دولار.

يرعى حوالي 150 بقرة من سلالة جيرسي في منطقة ريفندال فارم الواقعة في بولجر ، على بعد 40 كم من بيتسبيرغ ، أطواق تشبه أساور اللياقة فيتبيت - وهم يتتبعون تحركاتهم وأنماط التغذية وعملية المضغ. وليس الأشخاص الذين يحلبونهم ، بل النباتات الآلية.

الدفيئة القريبة ، التي تغطي مساحة حوالي 10 فدانات ، حيث تنمو مكونات السلطة في المستقبل مثل اللفت ، والريكولا والجزر الصغيرة ، مؤتمتة بالكامل. تتحكم المستشعرات والشاشات المعدنية القابلة للسحب في درجة الحرارة والرطوبة وكمية ضوء الشمس الذي يدخل إلى الداخل. وقريباً ، قد تظهر روبوتات متنقلة صغيرة في المزرعة ، التي ستفحص 3 هكتارات ، وتزرع بالخضروات المزروعة في الهواء الطلق ، وتجد من بينها نباتات وأعشاب ضارة.

أصبحت الزراعة في الولايات المتحدة الأمريكية أكثر وأكثر تقنية عالية. يساعد الجمع بين نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، والطائرات بدون طيار ، وصور الأقمار الصناعية ، ومستشعرات التربة ، وأجهزة الكمبيوتر العملاقة في زراعة الغذاء للبلاد. ومع ذلك ، يتم تطوير هذه التقنيات بشكل أساسي للمزارع الكبيرة ، والتي تمتد حقولها إلى أقصى حد يمكن أن تراه العين.

تقدم Rivendale Farm ، التي أكملت لتوها عامها الأول الكامل ، لمحة عن مستقبل التقنيات التي ستكون في متناول المزارع الصغيرة.

تهدف التكنولوجيا المصممة للمزارع الكبيرة إلى زيادة العائد وخفض التكاليف. في المزارع الصغيرة ، تعد الكفاءة أولوية أيضًا. ولكن يمكن للتكنولوجيا أيضًا أن تقضي على العمل الشاق والروتيني - وهذه الظروف يمكن أن تقنع الجيل الشاب بالبقاء في المزارع بدلاً من بيعها.

المزارع الصغيرة عادة ما تزرع محاصيل خاصة في منطقة صغيرة. تتطلب الزراعة المتخصصة نهجًا صغيرًا ، على سبيل المثال ، روبوتات صغيرة يتم تطويرها لريفينديل من قبل علماء من جامعة كارنيجي ميلون القريبة ، ومعدات من مجموعة موسعة من حركة "الأدوات البطيئة" - مجموعة من المزارعين والمهندسين يطورون أدوات ميسورة التكلفة للمزارع الصغيرة.

يقول Thomas Tool ، صاحب مزرعة Rivendale ، إن الهدف من المشروع هو إنشاء "بوتيك عالي التقنية يعمل مع التكنولوجيا ويقدم طعامًا ممتازًا".

يمكن لشركة Rivendale تحمل هذا المزيج من التكنولوجيا التجارية المتقدمة والتجربة العلمية ، حيث أن Tool هي ملياردير ومالك للعديد من الشركات ومستثمر في شركات التكنولوجيا المتقدمة والشركات المنتجة للأفلام السابقة. وهو أيضًا عضو في مجلس إدارة شركة كارنيجي ميلون. حتى الآن ، أنفق عدة ملايين من الدولارات على تطوير Rivendale. لكن ثول تخطط أن تصبح المزرعة مكتفية ذاتيا بحلول عام 2020.


الحليب والبيض وغيرها من المنتجات من مزرعة Rivendale ، موزعة على 70 هكتارا ، انتقل إلى المطاعم والفنادق المحلية المختارة.

لذلك ، يمكن لـ Rivendale إجراء المزيد من التجارب في نفس الوقت عن المزارع الأخرى. لكن يقول الخبراء إن عملها جزء من اتجاه عام عندما تجد المزارع الصغيرة طرقًا لزراعة طعام صحي وتربية مواشي ، باستخدام وقود أحفوري أقل ، وأسمدة ، وأعلاف معالجة.

وقال جاك ألجير ، مدير مركز ستون بارنز للأغذية والزراعة ، وهي مزرعة غير ربحية في Pocantico Hills ، أجهزة الكمبيوتر الشخصية: "نشهد زيادة في استخدام التكنولوجيا والأدوات الحديثة في المزارع الصغيرة ، وهذا النهج مقبول تمامًا في مزرعة ريفينديل". نيويورك ، أحد المؤيدين النشطين لتطبيق الزراعة المستدامة في المزارع الصغيرة.

اشترت تولا هذه الأرض في عام 2015 ، وبدأ البناء في العام المقبل. يسود التنويع الآن - الحلب وتربية الأبقار وزراعة الخضروات والذرة العلفية والدجاج وحتى النحل.

جنبا إلى جنب مع المراعي ، يحتل ريفندال 70 هكتارا. تم دمج المزارع في أمريكا تدريجيًا منذ عقود ، وفي عام 2017 بلغ متوسط ​​حجم المزرعة 179 هكتارًا ، وفقًا للإحصاءات الحكومية. ويتم إنتاج أكثر من نصف المنتج المنتج في الزراعة من قبل أكبر المزارع ، التي يوجد عدد قليل منها ، والتي تشغل في المتوسط ​​1076 هكتار.

الحليب والبيض وغيرها من المنتجات من مزرعة Rivendale ، موزعة على 70 هكتارا ، انتقل إلى المطاعم والفنادق المحلية المختارة. تذهب المنتجات أيضًا إلى فريقي Pittsburgh Pirates و Pittsburgh Steelers للبيسبول ، والتي تمتلك Tool جزءًا منها.


تصف سوزان ماير ، كبيرة مديري المحاصيل ، Rivendale على أنه "شركة ناشئة" في أن المزرعة بدأت بفكرة طموحة ، بقطعة قماش نظيفة من الأرض وبروح من التجربة.


لوحة التشغيل الآلي للاحتباس الحراري التي تتحكم في درجة الحرارة والرطوبة وكمية الضوء.

إذا ذهبت إلى حظيرة Rivendale ، فلن تقابل أشخاصًا هناك - فقط الأبقار ونظام التغذية الأوتوماتيكي وثلاث آلات حليب آلية.

في المتوسط ​​، يتم حليب الأبقار في Rivendale أربع مرات في اليوم عندما تشعر بأنها جاهزة ، مقارنة بالنظام اليدوي التقليدي مرتين في اليوم. وتقول كريستين جرادي ، مديرة المزرعة ، إن الأبقار في جيرسي تنتج حليبًا بنسبة 15٪ أكثر من المتوسط ​​لهذا الصنف ، مع زيادة البروتين والدهون في الحليب.

قال غرادي: "إنهم يأكلون عندما يريدون ، ويكذبون عندما يريدون ، ويتغذون عندما يريدون". "والأبقار السعيدة تعطي المزيد من الحليب ونوعية أفضل."

يقول رودني رانكين ، مدير عمليات الحلب إن الأمر يستغرق أسبوعًا أو أسبوعين حتى يعتاد الأبقار على المطاحن الآلية والحوافز المدمجة. في محطات الحلب ، تتغذى نكهة الفانيليا ، لكن الأبقار لا يمكنها أن تتغذى باستمرار على الحلويات. أجهزة الاستشعار والمقاييس - يمكن أن يختلف وزن البقرة حتى 34 كجم يوميًا - تمنع الأبقار ذات الضرع الفارغ من الدخول.


رودني رانكين ، مدير عمليات الحلب. بدون استخدام التكنولوجيا ، كان سيتطلب Rivendale خمسة عمال ، والآن عادة ما يكفي واحد.


ظهرت آلات الحلب الآلي منذ وقت طويل ، ولكن يجري تحسين تقنيتها باستمرار.

عندما تدخل البقرة المماطلة ، يتم غسل الضرع بفرش دوارة. يوجه الليزر مضخات الثدي إلى كل من الحلمات الأربعة. في المتوسط ​​، يستمر الحلب ست دقائق. بعد ذلك ، يتم تنظيف ضلع البقرة باستخدام اليود والبخار.

ظهرت آلات الحلب الآلية منذ وقت طويل ، ولكن يتم تحسين تقنيتها باستمرار ، وتتطلب عملاً بشريًا أقل من بضع سنوات مضت.

تبلغ تكلفة كل جهاز من هذه الأجهزة 200 ألف دولار ، وقال غرادي: "بدونها ، سيتطلب نظام التغذية الأوتوماتيكي خمسة عمال للعمل في الحظيرة ، والآن عادة ما يكفي واحد فقط".

يتم تصنيع آلات حلب السيارات المستخدمة في Rivendale من قبل الشركة الهولندية Lely ، الشركة الرائدة في هذا المجال. في بعض الدول الأوروبية ، هناك ما يصل إلى 30٪ من الأبقار يتم حليبها باللبن ، في حين أن هذه النسبة في الولايات المتحدة لا تتجاوز 2٪ ، وفقًا لماثيو هان ، الخبير في تكنولوجيا الحلب من جامعة ولاية بنسلفانيا الزراعية.

وقال هان إن هذه الفجوة ترجع إلى حد كبير إلى الدعم الحكومي السخي في أوروبا ، والذي يحافظ على أسعار الحليب المرتفعة والأجور المرتفعة للعمال عن أمريكا. هذه العوامل تشجع المزارعين الأوروبيين على الاستثمار في التشغيل الآلي.

في الولايات المتحدة الأمريكية ، حتى كبار المنتجين الذين لديهم عدد كبير من الأبقار في كاليفورنيا ، حيث كان العمل صعبًا في السابق ، بدأوا بالفعل في تجربة آلات الحلب الآلية. هذا ، على وجه الخصوص ، يرجع إلى تغيير في سياسات الهجرة ، والتي يمكن أن تخلق نقصا في العمالة في المزارع. ولكن في الوقت الحالي ، قال ستيف فرايد ، مدير مبيعات أمريكا الشمالية في ليلي ، إن المشترين الرئيسيين لهذه التقنيات في الوقت الحالي هم الشركات الصغيرة التي يتراوح عدد أفرادها بين 120 و 240 بقرة.

يقود جورج كانتور ، كبير مهندسي النظم في معهد كارنيجي ميلون للروبوتات ، مشروعًا في ريفندال لتطوير "روبوتات استكشافية" يمكنها التعرف على النباتات المريضة والأعشاب الضارة في حقول الخضروات ، ثم إرسال الإشعارات إلى هاتف ذكي.

أمضى فريقه الخريف يعمل وجمع البيانات في الحقول ، ثم انتقل إلى مختبر الجامعة لفصل الشتاء. وقال كانتور إنه من أجل التمييز بين النباتات السليمة والمريضة والأعشاب الضارة ، سوف يستخدمون رؤية الكمبيوتر والتعلم الآلي.

والخطوة التالية هي التخلص من الأعشاب الضارة. عندما تنمو العضوية ، في محاولة لتجنب المبيدات الحشرية. ومن أجل البحث عن الأعشاب الضارة وسحبها ، يلزم إجراء عملية لاستئصال الجذع وإمساكه - قال كانتور إن هذه المهمة أكثر صعوبة بكثير ، والتقدم في هذا المجال أبطأ.

بعض التقنيات المستخدمة في Rivendale تشبه الاختراق أكثر من التقنية العالية. سوزان ماير ، رئيسة المحاصيل ، تحب حقًا الحصادة ، التي تعمل بواسطة مثقاب لاسلكي ومزرعة كهربائية صغيرة. الحارث] ، والتي يطلق عليها تيلي - واحدة من الخيارات لتنفيذ "أدوات بطيئة".


يستخدم Rivendale Farm تقنية جديدة ، بما في ذلك وحدة تغذية بقرة آلية.

اشترى مايكل ماكجوان ، وهو زميل أقدم سابق في مختبر لوس ألاموس ، مزرعة في ولاية أوريغون قبل عشر سنوات ، وبدأ في زراعة الخضروات هناك ، ووجد أنه لا توجد أدوات متاحة للمزارع الصغيرة. لذلك بدأ في تطوير مشروعه الخاص ، بما في ذلك Tilly ، الذي يباع طرازه الأساسي بمبلغ 495 دولارًا ، وفتح أعمال Carts and Tools في كورفاليس.

قال آدم ليميو ، مدير المنتج في قسم الأدوات والمستلزمات ، إن شركة Johnny's Selected Seeds ، الموزع الرائد للمعدات الزراعية الصغيرة ، قد وسعت نطاق أعمالها خمس مرات على مدار السنوات العشر الماضية.

بالنسبة إلى معظم المزارعين الذين يقومون بأعمالهم لفترة طويلة ، فإن الذكاء الاصطناعي يرمز إلى "التلقيح الاصطناعي" [م. التلقيح الصناعي ، ليس مثل السحر الرقمي [الذكاء الاصطناعي]. لكن الجيل الجديد من المزارعين الأسريين سعداء بقبول المساعدين الآليين وتطبيقات الهواتف الذكية.

وقال جيف أينسلي ، نائب رئيس شركة ريد بارن للاستشارات التي تقدم المشورة للمزارعين الأسريين: "إنهم يفكرون بطريقة مختلفة ، ويحاولون فهم ما يخبئه المستقبل لمزارعهم العائلية وكيف ستندمج التكنولوجيا في ذلك".

واحد منهم هو سكوت فلوري. بعد تخرجه مع شهادة البكالوريوس في منتجات الألبان من شركة Virgin Technology ، عاد Flori إلى مزرعة عائلية في دبلن بجهاز الكمبيوتر. وايومنغ ، في عام 2009 ، مع مجموعة من الأفكار لتحديثها.

منذ ذلك الحين ، تم تركيب أربعة صالات للألبان الآلية في Lely في المزرعة ، حيث تم تجهيز الأبقار بأجهزة تعقب ومضاعفة عدد الأبقار ، وبذلك يصل عدد رؤوسها إلى 240 رأسًا ، دون زيادة عدد موظفي المزرعة. لا تزال المزرعة تحت رعاية الأسرة ، وتديرها شخصيًا هو وزوجته لورا ووالديه ، ديل وجانيت.

"بدون هذه الأجهزة ، ما كنت لأعمل في مجال منتجات الألبان اليوم" ، قال فلوري ، البالغ من العمر 30 عامًا.

لا يشك صاحب Rivendale ، Thule ، في أن التكنولوجيا المتقدمة ذات يوم ستغير المزارع الصغيرة. لكن عند مشاهدة أعمال Rivendale في العام الماضي ، قال: "ونتيجة لذلك ، تبدأ في احترام المزارعين للغاية وحقيقة أن عملهم شاق وصعب. الشيء الرئيسي هنا هو مزج الفن والعلوم بالأبعاد الصحيحة. "