Die Rivendale Farm in einem Vorort von Pittsburgh dient als Labor für die Anwendung von Technologie auf kleinen Farmen.
Jede solche automatische Melkmaschine kostet 200.000 US-Dollar.Ungefähr 150 Kühe aus
Jersey, die in der hügeligen Gegend der
Rivendale Farm in Bulger, 40 km von Pittsburgh entfernt, weiden lassen, tragen Halsbänder, die an Fitbit-Fitnessarmbänder erinnern - sie verfolgen ihre Bewegungen, Ernährungsmuster und ihren Kauvorgang. Und es sind nicht Menschen, die sie melken, sondern Roboterpflanzen.
Das nahe gelegene Gewächshaus, das sich über eine Fläche von etwa 10 Hektar erstreckt und in dem die Zutaten zukünftiger Salate wie Grünkohl, Rucola und junge Karotten wachsen, ist vollautomatisch. Sensoren und versenkbare Metallgitter steuern die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und die Menge an Sonnenlicht, die in den Innenraum fällt. Und bald könnten kleine mobile Roboter auf der Farm erscheinen, die 3 Hektar, die mit im Freien wachsendem Gemüse besät sind, inspizieren und unter ihnen kranke Pflanzen und Unkräuter finden.
Die Landwirtschaft in den USA wird immer mehr zu Hightech. GPS-orientierte Mähdrescher, Drohnen, Satellitenfotos, Bodensensoren und Supercomputer helfen dabei, Lebensmittel für das Land anzubauen. Solche Technologien werden jedoch hauptsächlich für große landwirtschaftliche Betriebe entwickelt, deren Felder sich so weit das Auge reicht.
Die Rivendale Farm, die gerade ihr erstes volles Betriebsjahr abgeschlossen hat, bietet einen Einblick in die Zukunft von Technologien, die für kleine Farmen erschwinglich sein werden.
Technologie für große landwirtschaftliche Betriebe zielt darauf ab, den Ertrag zu steigern und die Kosten zu senken. In kleinen Betrieben hat Effizienz ebenfalls Priorität. Technologie kann aber auch harte und routinemäßige Arbeit eliminieren - und solche Bedingungen können die jüngere Generation davon überzeugen, auf den Farmen zu bleiben, anstatt sie zu verkaufen.
Kleine Farmen bauen in der Regel auf kleinem Raum Sonderkulturen an. Spezialisierte Landwirtschaft erfordert einen kleinen Ansatz, zum Beispiel kleine Roboter, die von Wissenschaftlern der nahe gelegenen Carnegie Mellon University für Rivendale entwickelt werden, und Geräte aus einer wachsenden Anzahl von „langsamen Werkzeugen“ - einer Gruppe von Landwirten und Ingenieuren, die erschwingliche Werkzeuge für kleine Betriebe entwickeln.
Der Eigentümer der Rivendale-Farm, Thomas Tool, sagt, das Ziel des Unternehmens sei es, eine „Boutique-High-Tech-Farm zu schaffen, die mit Technologie arbeitet und exzellentes Essen liefert“.
Rivendale kann sich diese Kombination aus fortschrittlicher kommerzieller Technologie und wissenschaftlichen Experimenten leisten, da Tool ein Milliardär, Eigentümer vieler Unternehmen, Investor in High-Tech-Startups und ehemaliger Filmproduzent ist. Er ist auch Mitglied des Board of Directors von Carnegie Mellon. Bisher hat er mehrere Millionen Dollar für die Entwicklung von Rivendale ausgegeben. Thule plant jedoch, dass sich die Farm bis 2020 selbst ernähren wird.
Milch, Eier und andere Produkte von der Rivendale Farm, die sich über 70 Hektar erstreckt, gehen in ausgewählte lokale Restaurants und Hotels.Daher kann Rivendale mehr Experimente gleichzeitig durchführen als andere Farmen. Experten zufolge ist ihre Arbeit jedoch Teil eines allgemeinen Trends, wenn kleine Betriebe Wege finden, gesunde Lebensmittel und Nutztiere mit weniger fossilen Brennstoffen, Düngemitteln und verarbeiteten Futtermitteln anzubauen.
"Wir sehen eine Zunahme des Einsatzes moderner Technologie und Werkzeuge in kleinen Farmen, und dieser Ansatz wird auf der Rivendale Farm voll akzeptiert", sagte Jack Algier, Direktor des Stone Barnes Food and Agriculture Center, einer gemeinnützigen Farm in Pocantico Hills, PCs. New York, einer der aktiven Befürworter der Anwendung einer umweltverträglichen Landwirtschaft auf kleinen Farmen.
Tula kaufte dieses Land im Jahr 2015 und der Bau begann im nächsten Jahr. Jetzt herrscht dort Diversifikation - Melken und Aufziehen von Kühen, Anbau von Gemüse, Futtermais, Hühnern und sogar Bienen.
Rivendale nimmt zusammen mit Weiden 70 Hektar ein. Die Farmen in Amerika verschmelzen seit Jahrzehnten allmählich, und 2017 betrug die durchschnittliche Betriebsgröße laut Regierungsstatistiken 179 Hektar. Und mehr als die Hälfte des in der Landwirtschaft produzierten Produkts wird von den größten landwirtschaftlichen Betrieben produziert, von denen es einige gibt und die durchschnittlich 1.076 ha einnehmen.
Milch, Eier und andere Produkte von der Rivendale Farm, die sich über 70 Hektar erstreckt, gehen in ausgewählte lokale Restaurants und Hotels. Die Produkte gehen auch an die Baseballteams Pittsburgh Pirates und Pittsburgh Steelers, an denen Tool beteiligt ist.
Suzanne Meyer, Chief Crop Manager, beschreibt Rivendale als „Startup“, da die Farm mit einer ehrgeizigen Idee begann, mit einer sauberen Leinwand der Erde und im Geiste des Experimentierens.
Ein Gewächshaus-Automatisierungspanel, das Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichtmenge steuert.Wenn Sie in den Stall von Rivendale gehen, werden Sie dort keine Menschen treffen - nur Kühe, ein automatisches Fütterungssystem und drei Robotermelkmaschinen.
Im Durchschnitt werden Rivendale-Kühe viermal täglich gemolken, wenn sie sich bereit fühlen, verglichen mit dem traditionellen manuellen Regime zweimal täglich. Und hier produzieren Jersey-Kühe 15% mehr Milch als der Durchschnitt dieser Rasse, mit mehr Protein und Milchfett, sagt Christine Grady, Farmmanagerin.
"Sie essen, wenn sie wollen, lügen, wenn sie wollen, und füttern, wenn sie wollen", sagte Grady. "Und glückliche Kühe geben mehr Milch und bessere Qualität."
Es dauert ein oder zwei Wochen, bis sich die Kühe an Roboter-Auto-Müller und integrierte Anreize gewöhnt haben, sagt Rodney Rankin, Melkbetriebsleiter. An Melkstationen gibt es ein Futter mit Vanillegeschmack, aber Kühe können sich nicht ständig von Süßigkeiten ernähren. Sensoren und Waagen - und das Gewicht der Kuh kann täglich um bis zu 34 kg variieren - verhindern das Eindringen von Kühen mit leerem Euter.
Rodney Rankin, Melkbetriebsleiter. Ohne den Einsatz von Technologie hätte Rivendale fünf Arbeiter benötigt, und jetzt reicht normalerweise einer.
Auto-Melkmaschinen sind schon vor langer Zeit aufgetaucht, aber ihre Technologie wird ständig verbessert.Wenn die Kuh den Stall betritt, wird ihr Euter mit rotierenden Bürsten gewaschen. Laser leiten Milchpumpen zu jeder der vier Brustwarzen. Das Melken dauert durchschnittlich sechs Minuten. Danach wird das Euter der Kuh mit Jod und Dampf gereinigt.
Robotermelkmaschinen sind vor langer Zeit aufgetaucht, aber ihre Technologie wird ständig verbessert und erfordert noch weniger menschliches Handeln als vor einigen Jahren.
Jeder dieser Geräte kostet 200.000 US-Dollar. Ohne sie müssten für ein automatisches Fütterungssystem fünf Arbeiter in der Scheune arbeiten, und jetzt reicht normalerweise nur noch einer aus, sagte Grady.
In Bruchtal verwendete automatische Melkmaschinen werden von der niederländischen Firma Lely, einem Branchenführer, hergestellt. In einigen europäischen Ländern werden bis zu 30% der Kühe maschinell gemolken, während in den USA dieser Anteil laut Matthew Haan, einem Experten für Melktechnologie des Landwirtschaftsprogramms der Pennsylvania State University, nur 2% beträgt.
Diese Lücke, sagte Haan, ist größtenteils auf die großzügige staatliche Unterstützung in Europa zurückzuführen, die bessere Milchpreise und höhere Löhne für Arbeitnehmer als in Amerika aufrechterhält. Diese Faktoren ermutigen die europäischen Landwirte, in die Automatisierung zu investieren.
In den USA beginnen bereits große Produzenten mit einer großen Anzahl von Kühen in Kalifornien, wo die Arbeit zuvor schwierig war, bereits mit dem Melken von Robotermelkmaschinen. Dies ist insbesondere auf eine Änderung der Einwanderungspolitik zurückzuführen, die zu einem Arbeitskräftemangel in landwirtschaftlichen Betrieben führen könnte. Derzeit sind die Hauptabnehmer dieser Technologien kleine Unternehmen mit 120 bis 240 Kühen, sagte Steve Fraid, Lelys nordamerikanischer Verkaufsleiter.
George Cantor, Chef-Systemingenieur am Carnegie Mellon Institute of Robotics, leitet in Rivendale ein Projekt zur Entwicklung von „Scout-Robotern“, die kranke Pflanzen und Unkräuter auf Gemüsefeldern erkennen und dann Benachrichtigungen an ein Smartphone senden können.
Sein Team verbrachte den Herbst damit, Daten auf den Feldern zu sammeln und zu sammeln, und zog dann für den Winter in das Universitätslabor. Cantor sagte, um gesunde Pflanzen von Krankheiten und Unkraut zu unterscheiden, würden sie Computer Vision und maschinelles Lernen verwenden.
Der nächste Schritt ist die Beseitigung von Unkraut. Vermeiden Sie beim ökologischen Anbau Pestizide. Und um das Unkraut auszugraben und herauszuziehen, ist eine Operation erforderlich, um den Stiel zu fangen und zu halten - Kantor sagte, dass diese Aufgabe viel schwieriger ist und die Fortschritte in diesem Bereich langsamer sind.
Einige der in Rivendale verwendeten Techniken ähneln eher Hack als High Tech. Susanne Meyer, die Leiterin der Ernte, mag den Mähdrescher, der von einer Akku-Bohrmaschine und einem kleinen elektrischen Grubber angetrieben wird, sehr. Pinne], die Tilly genannt hat - eine der Optionen für die Implementierung von "langsamen Werkzeugen".
Rivendale Farm verwendet neue Technologien, einschließlich eines Roboter-Kuhfutters.Michael McGowan, ein ehemaliger Senior Fellow am Los Alamos Laboratory, kaufte vor zehn Jahren eine Farm in Oregon, begann dort mit dem Anbau von Gemüse und stellte fest, dass für kleine Farmen keine Werkzeuge verfügbar waren. Also machte er sich daran, sein eigenes zu entwickeln, einschließlich Tilly, dessen Basismodell für 495 US-Dollar verkauft wird, und eröffnete das Geschäft mit Wagen und Werkzeugen in Corvallis.
Johnny's Selected Seeds, ein führender Distributor von kleinen landwirtschaftlichen Geräten, hat sein Geschäft in den letzten 10 Jahren verfünffacht, sagte Adam Lemieux, Produktmanager für die Abteilung Werkzeuge und Zubehör.
Für die meisten Landwirte, die ihr Geschäft schon lange betreiben, steht KI für „künstliche Befruchtung“ [dt. künstliche Befruchtung], nicht wie digitale Magie [künstliche Intelligenz]. Die neue Generation von Familienbauern akzeptiert jedoch gerne Roboterassistenten und Smartphone-Apps.
"Sie denken anders und versuchen zu verstehen, was die Zukunft für ihre Familienbetriebe bereithält und wie Technologie dazu passt", sagte Jeff Ainsley, Vizepräsident von Red Barn Consulting, der Familienbauern berät.
Einer von ihnen ist Scott Flory. Nach seinem Abschluss in Molkerei von Virgin Technology kehrte Flori auf eine Familienfarm in Dublin zurück. Wyoming, im Jahr 2009, mit einer Reihe von Ideen für seine Modernisierung.
Seitdem wurden auf dem Hof vier Lely-Robotermelkstände installiert, die Kühe mit Trackern ausstatteten und die Anzahl der Kühe verdoppelten, was 240 Köpfen entspricht, ohne das Farmpersonal zu erhöhen. Die Farm wird weiterhin von der Familie betreut und von ihm, seiner Frau Laura und seinen Eltern Dale und Janet persönlich verwaltet.
"Ohne diese Geräte wäre ich heute nicht im Milchgeschäft gewesen", sagte Flory, der jetzt 30 Jahre alt ist.
Der Besitzer von Rivendale, Thule, hat keinen Zweifel daran, dass fortschrittliche Technologie eines Tages kleine Farmen verändern wird. Als er jedoch Rivendales Arbeit im vergangenen Jahr beobachtete, sagte er: „Infolgedessen respektieren Sie die Landwirte sehr und die Tatsache, dass ihre Arbeit hart und schwierig ist. Das Wichtigste dabei ist, Kunst und Wissenschaft in den richtigen Proportionen zu mischen. “