Pozemní autonomní robotické prostředky v sadech

06. 04. 2026 Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D. a kol. Technologie pěstování Zobrazeno 350x

Využívání robotických autonomních prostředků v sadech lze považovat za celosvětový trend. Nejčastěji zmiňovaným důvodem vedoucím k nasazení autonomních robotických prostředků je nedostatek pracovních sil, včetně eliminace chyb lidského faktoru a snížení nákladů. V rámci reálného nasazení se lze spíše setkat se značnou částí technických řešení, která jsou ve fázi ověřování a vývoje, ale i s plně komerčně nasazovanými stroji.

Především v Severní Americe a v Austrálii se jedná o komerční nasazení autonomních robotických postřikovačů a strojů pro údržbu meziřadí. V moderních sadech je velmi běžné využití autonomních pracovních plošin a systémů pro transport plodů. Intenzivní je vývoj sklizňových robotů a samozřejmě systémů monitoringu rozdílných parametrů. Využití nacházejí v konvenčních, ale i v ekologických sadech. V rámci bioprodukce jsou využívány i autonomní robotické systémy agregované s postřikovači, kde jejich nasazení spojené s možností téměř 24hodinového výkonu zajišťuje efektivní ochranu rostlin biologickými přípravky.

Autonomní robotické prostředky lze obecně považovat za cestu k zajištění konkurenceschopnosti subjektů. Především z hlediska snížení nákladů na pracovní sílu (platí pro vyspělejší regiony) a zajištění kvality práce, ale i z výše uvedeného hlediska spojeného s nedostatkem pracovní síly. Jednoznačným efektem je vyšší pracovní výkon/den, ve srovnání s prostředky s plným či částečným zapojením obsluh. Uživatelé rovněž poukazují na přesný a bezchybný systém plánování a kontroly práce, včetně evidence vstupů.

Obdobně jako v jiných oborech je využití pozemních autonomních robotických prostředků spojeno nejen se změnou systémů práce, ale také se změnou na konstrukci sadů, zajištění přístupových cest apod. Nasazení těchto prostředků v rámci ČR je doposud na úrovni předvádění či modelového testování. V současné době jsou na evropském trhu komerčně dostupné 2 autonomní robotické systémy určené pro práci v sadech. Komerční dostupnost je vnímána na základě sériové výroby, dostupnosti servisu a softwarové podpory ze strany výrobce, včetně legislativního rámce provozu.

AgBot 2.055 W3 - autonomní nosič nářadí

Jedná se o plně autonomní tříkolový nosič (obr. 1) pro práci v sadech, vinicích a ve chmelnicích, který využívá diesel-elektrického pohonu. Dieselový agregát (55 kW) zajišťuje pohon generátoru elektrického proudu, jenž následně pohání elektromotory v kolech. Pracovní rychlost se pohybuje v rozmezí 0–13,5 km/h. Stroj je vybaven zadním tříbodovým závěsem kategorie II. Délka stroje činí 3,85 m a šířka je variabilní v rozmezí 1,38–1,71 m. Samotná výška nosiče činí 1,5 m. Poloměr otáčení je 6 m. Nosič lze osadit postřikovačem HSS CF1800‑AB (obr. 2), který umožňuje variabilní dávkování ve 3 výškách profilu porostu a zároveň vynechání aplikace v prostoru mezi rostlinami. V kombinaci s mulčovačem lze provádět údržbu meziřadí a využití má jako autonomní tahač. Zásadní využití nachází v kombinaci s postřikovačem pro cílenou aplikaci přípravků na ochranu rostlin, kdy zásadním benefitem je vysoký denní výkon.

Nasazení stroje vždy vychází ze strategie daného uživatele. Na základě sběru zkušeností v zahraničí byl na ovocnářské farmě v Holandsku nosič využíván během dne, kdy farmář pracoval na okolních plochách, ale i v noci, kdy kontrola stroje byla přes portál výrobce. Zásadní výhodou uživatele byla koncentrace většiny sadů na jedné lokalitě a jejich propojení soukromou sítí cest, které eliminovaly potřebu převážení nosiče a nijak neomezovaly pohyb stroje mimo pozemky farmáře. Potřeba přesunu stroje na větší vzdálenosti je u této koncepce (nedisponuje prostorem a prvky pro řízení jako konvenční pracovní prostředky) limitujícím faktorem. Převoz platformy vyžaduje nejen čas, ale i dostupnost vhodného transportního prostředku. Přeprava stroje po komunikaci mezi sady probíhala ručním dálkovým ovládáním.

Příprava sadu pro práci začíná digitálním zaměřením pozemku prodejcem, který nahraje do portálu AgXeed hranice a geofencing (princip geografického plotu), čímž je autonomní pohyb nosiče jasně omezen pouze na tuto zónu. Uživatel následně pracuje v portálu pozemků (obr. 3), kde volí kombinaci nosiče AgBot s nářadím a stanoví požadované parametry pro práci soupravy (např. pracovní rychlost, dávky postřikovače apod). Po vybrání pracovní linie A–B uživatelem spočítá portál automaticky trasu a celý úkol pro dané pole, včetně odhadu výkonu, spotřeby paliva apod). Autonomní pohyb a bezpečnost provozu nosiče AgBot vychází primárně navádění dle RTK-GNSS (typicky ±2,5 cm) a děje v okolí jsou monitorovány LiDARem, kamerami, radary a nárazníkovými senzory; bezpečnost zajišťuje i geofence. V portálu AgXeed lze samozřejmě sledovat proces práce, provádět změny úkolů atd. Princip řídících a kontrolních systémů procesů u nosiče AgBot 2.055 W3 dokládá obrázek 4.

Obr. 1: Autonomní nosič AgBot 2.055 W3 s agregací postřikovače HSS CF1800‑AB, Holandsko

Obr. 2: Zásadní využití nachází AgBot 2.055 W3 v kombinaci s postřikovačem pro cílenou aplikaci přípravků na ochranu rostlin, Holandsko

Obr. 3: V portálu AgXeed lze samozřejmě sledovat proces práce, provádět změny úkolů apod.

Obr. 4: Princip řídicích a kontrolních procesů u nosiče AgBot 2.055 W3, zpracováno dle firemních materiálů AgXeed aktuálních k datu zaslání článku do redakce

GoTrack - autonomní navigační systém

Alternativou pro obdobné pracovní nasazení v sadech je autonomní navigační systém GoTrack. Jedná se o systém hardwarového a softwarového vybavení, který umožňuje upravit většinu traktorů na autonomní stroj (obr. 5). Zjednodušeně jej lze specifikovat jako set řídící jednotky, pohonu volantu, akumulátorů spojky/brzdy, ovladače nářadí a senzorů (přijímač GNSS, LiDAR, kamery, radar, ultrazvukový senzor, senzor IMU - kontrola směru, náklonu a rychlosti). Výkonnostní parametry vzniklého autonomního nosiče poté vycházejí z parametrů traktoru vybraného pro instalaci GoTrack. I přes instalaci prvků zajišťujících plnou autonomii lze traktor plně manuálně ovládat. To je výhodné především při potřebě převozu stroje mezi pracovními plochami.

Jiná je u tohoto řešení i koncepce definice uzavřené pracovní plochy a systém přípravy trajektorií pohybu. Základem je práce v režimu Auto Drive (autonomní jízda - „nauč a přehraj“), kdy dojde nejprve k najetí pracovní trasy, systém si pohyb nahraje a pak ji samostatně opakuje (postřik, mulčování, převoz beden atd.). Režim Auto Drive (funkce autonomního traktoru) je vždy spojena s nutností dostupnosti GPS a kamery s LiDARem zajišťují bezpečnost pohybu ve vztahu k překážkám. Autonomní je poté i ovládání agregovaného stroje. Z hlediska jistoty pohybu za přítomnosti obsluhy pracuje systém i v režimu Line Assist, který zajišťuje automatické vedení v meziřadí podle kamery propojené s LiDARem bez nutnosti RTK/GPS. Vzdálený dohled a správu více strojů zajišťuje aplikace GOtrack Farm MANAGER.

Velmi časté je využití traktorů osazených systémem GoTrack pro aplikaci kapalných látek postřikem. Na obrázku 6 je souprava traktoru osazeného GoTrack s rosičem při aplikaci biologických přípravků na ochranu rostlin v biosadu v Rakousku. Na fotografii při otáčení se stroje na souvrati je dobře patrné přetažení ochranných sítí z důvodu zlepšení otáčení autonomních souprav. V biosadu farmář primárně využívá autonomní soupravu pro ochranu rostlin a případné aplikační špičky řeší další soupravou bez autonomie. Toto řešení považuje z hlediska jeho podmínek za optimální, protože musí mezi sady přejíždět a pohybovat se při přejezdech po veřejných komunikacích. Kromě mulčování jsou traktory osazené GoTrack využívány i pro tažení pracovních plošin (obr. 7). Kdy pohyb soupravy je autonomní a posun může být určován třeba časovým limitem.

Plná autonomie a bezpečnost jsou opět zajištěny pomocí senzorů (LiDAR, kamera a radar) v kombinaci s bezpečnostními algoritmy. Princip řídících a kontrolních systémů procesů u traktoru osazeného GoTrack dokládá obrázek 8.

Obr. 5: GoTrack lze vnímat jako systém hardwarového a softwarového vybavení, který umožňuje upravit většinu traktorů na autonomní stroj, Polsko

Obr. 6: Aplikace biologických přípravků na ochranu rostlin v biosadu v Rakousku pomocí autonomní soupravy se systémem GoTrack

Obr. 7: Integrace pracovní plošiny při trhání jablek s autonomním traktorem, Rakousko

Obr. 8: Princip řídicích a kontrolních procesů u traktorů osazených systémem GoTrack, zpracováno dle firemních materiálů GoTrack aktuálních k datu zaslání článku do redakce

Rozdílné koncepce pro shodnou činnost

Cílem představení dostupných technických řešení autonomních robotických prostředků není jejich přesné technické srovnání, ale poukázání na stávající koncepty. Z hlediska dosavadní zkušeností z farem je hodně diskutována otázka možnosti přejezdů mezi sady, kde se jednoznačně poukazuje na výhodu GoTrack. GoTrack umožnuje výrazně ekonomičtější variantu pořízení, kdy se na některých farmách pro osazení používají starší traktory. GoTrack poskytuje možnost využití traktoru i v konvenčním, tedy obsluhou řízeném, režimu. To může být výhodné pro menší farmy i s omezeným investičním potenciálem. AgBot 2.055 W3 představuje rovněž vysoce sofistikovaný systém, který je koncipován podobně jako obdobné koncepty komerčně nabízené v Austrálii nebo v severní Americe. Ty jsou koncipovány pro velké farmy a pro vysoké flotilové nasazení více strojů s maximálním denním výkonem. Oba systémy budou pravděpodobně směřovat k vývoji a vzniku operačních center a globálních systémů, tak jak to ukazují mimoevropské trendy.

Oba systémy si již v Evropě našli plnohodnotné komerční uplatnění. Přesto se systémy jejich využití stále mění a to jak ve vztahu k vývoji hardware a software, tak především v konceptu architektury sadů, systémů propojovacích uzlů, ke vzniku robotických izolovaných zájmových území apod. Orientace na autonomní prostředky se promítá i do plánování okrajů sadů, změn instalace závlah, ochranných sítí apod. Stále jsou řešeny otázky přesnosti a bezpečnosti pohybu souprav v sadech na svažitých pozemcích apod. Zásadní otázkou pro širší uplatnění je zajištění bezpečnosti provozu ve vztahu k lidem, zvířatům a majetku. Srovnání bezpečnostních prvků výše popsaných systémů dokládá tabulka 1. Určité právní vakuum eliminují stávající výrobci požadavky na dodržování jasných pravidel provozu, která se promítají do bezpečnostních algoritmů.

Tab. 1: Senzorové vybavení autonomních pozemních robotických systémů využitelných v sadech

Pozn.: zpracováno dle firemních materiálů GoTrack a AgXeed aktuálníchk datu zaslání článku do redakce

Práce vznikla v rámci Podpory operačních skupin a projektů EIP, 23/001/5377a/200/004439, Implementace robotických systémů a procesů digitalizace do sadů.

Doc. Ing. Václav Brant, Ph.D.¹, Ing. Michal Krutiš², Ing. Pavel Netrval³, Doc. Ing. Milan Kroulík, Ph.D.^4
1Brant ATEEC, ²AGRI-PRECISION s.r.o., ³Lukrena a.s., ⁴Centrum precizního zemědělství při ČZU