XAG автоматизувала повний цикл роботи агродрона: від приготування розчину до заряджання та очищення

Китайська компанія XAG представила нову серію сільськогосподарських роботів X Series, призначену для комплексної автоматизації захисту рослин. Головною відмінністю нової платформи стало те, що виробник автоматизував не лише політ і внесення робочого розчину, а й більшість наземних операцій, які раніше потребували постійної участі оператора.

До складу X Series входять агродрони XAG X100 та XAG X150, автоматизована польова станція XA1, а також система приготування і заправлення робочих розчинів LM1. Об’єднані в одну цифрову екосистему, ці компоненти можуть планувати маршрут, виконувати обліт поля, готувати робочий розчин, заправляти дрон, заряджати його акумулятори й очищувати резервуари та трубопроводи після завершення операції.

Фактично XAG намагається перетворити агродрон із окремої літальної машини на автономний виробничий комплекс, здатний тривалий час виконувати повторювані операції з мінімальним втручанням людини.

Чому автоматичного польоту виявилося недостатньо

Сучасні агродрони вже можуть самостійно рухатися за маршрутом, підтримувати висоту над рослинами, регулювати подачу робочого розчину та повертатися до точки запуску. Проте автоматизація польоту вирішує лише частину технологічного процесу.

Після кожного рейсу оператору зазвичай доводиться:

1. контролювати залишок робочого розчину;
2. готувати нову суміш препаратів;
3. заправляти бак;
4. замінювати або заряджати акумулятори;
5. промивати бак, насоси, форсунки й трубопроводи;
6. знову запускати літальний апарат.

Саме ці наземні операції створюють простої між польотами, підвищують потребу в персоналі та збільшують ризик контакту працівників із концентрованими засобами захисту рослин.

У XAG називають попередній етап розвитку агродронів моделлю «людина — машина», коли літальний апарат виконує політ автономно, але його робота залежить від наземної команди. X Series має перевести систему до наступного рівня, за якого автоматизується весь цикл — від формування завдання до технічного обслуговування після рейсу.

Три основні компоненти системи X Series

Повноцінний комплекс X Series складається з трьох взаємопов’язаних частин.

Першою є агродрон X100 або X150, який виконує картографування, автономний політ і обприскування. Другою — польова станція XA1, що забезпечує точне позиціонування під час посадки, заряджання та автоматичне приєднання до системи заправлення. Третьою — змішувально-заправна установка LM1, яка готує робочий розчин за заданою рецептурою та подає його в бак дрона.

Оператор створює або обирає технологічне завдання у застосунку. Після цього система може розрахувати маршрут на основі цифрової карти поля, визначити необхідну кількість робочої рідини й енергії, виконати обприскування, повернути дрон на станцію, поповнити заряд та заправити його для наступного рейсу.

XAG X100 і X150: два дрони для різних масштабів господарства

Офіційно серія X Series включає дві моделі агродронів.

XAG X100 оснащується 50-літровим баком, одним акумулятором і 63-дюймовими пропелерами. Цю машину виробник позиціонує як компактніший варіант для невеликих полів, садів та господарств із помірним обсягом робіт.

Старша модель XAG X150 отримала 85-літровий бак, два акумулятори та 66-дюймові пропелери. Вона розрахована на інтенсивніше застосування і більші площі. Для X100 передбачена 10-кіловатна версія станції XA1, а для X150 — потужніша 18-кіловатна.

Водночас виробник поки що не оприлюднив у відкритій таблиці повний набір параметрів, зокрема максимальну злітну масу, номінальну корисну вантажність, швидкість польоту та розрахункову продуктивність кожної моделі. Тому ці значення не варто замінювати показниками попередніх дронів XAG P Series: попри подібний об’єм баків, це інша конструктивна платформа.

Зведена таблиця агродронів XAG X Series

*Офіційно заявлені 4500 китайських му відповідають приблизно 300 га.

Параметри системи обприскування та сенсорного комплексу на сторінці виробника наведені для платформи X Series загалом. XAG не уточнює, чи всі показники повністю однакові для обох конфігурацій.

Автоматичне приготування робочого розчину

Система LM1 має два варіанти змішувального резервуара — місткістю 120 або 190 л. Установка підтримує підключення кількох ємностей із концентрованими препаратами та використовує вагові датчики для контролю дозування.

Після введення рецептури LM1 автоматично відбирає необхідну кількість компонентів, додає воду, перемішує розчин і подає його до агродрона. Максимальна швидкість заправлення становить 60 л/хв. Таким чином, 50-літровий бак X100 теоретично можна заповнити менш ніж за хвилину, а 85-літровий резервуар X150 — приблизно за півтори хвилини без урахування часу позиціонування та перемикання системи.

Автоматичне дозування важливе не лише для швидкості. Воно зменшує ймовірність помилки під час змішування препаратів і скорочує безпосередній контакт працівника з концентрованими хімічними речовинами.

Водночас використання автоматичної установки не скасовує необхідності контролювати сумісність препаратів, послідовність їх змішування, якість води та вимоги етикетки конкретного засобу захисту рослин.

Самостійне повернення, посадка та підключення

Для повністю автоматичної роботи недостатньо привести дрон до приблизної точки посадки. Машина має з високою точністю сумістити зарядні та рідинні з’єднання зі станцією.

XA1 використовує мобільну RTK-станцію з двома антенами та локальну систему ближнього позиціонування. Після посадки напрямні елементи коригують положення корпусу, щоб дрон автоматично приєднався до зарядного та заправного інтерфейсів.

З’єднання виконане за гнучкою плаваючою схемою. Така конструкція має компенсувати невеликі похибки посадки та зменшувати ударне навантаження на контакти. Це особливо важливо для сільськогосподарського середовища, де станція працює на нерівному ґрунті, під впливом вітру, пилу, опадів і вібрацій.

Заряджання за 2,5–3,5 хвилини

Для X Series розроблено акумулятор B18630 із системою швидкого заряджання. За лабораторними даними XAG, 18-кіловатна станція XA1 може зарядити комплект батарей із 30 до 80% приблизно за 2,5 хвилини. Перехід із 15 до 90% займає близько 3,5 хвилини.

Тому формулювання про «повне заряджання за 3,5 хвилини», яке з’явилося в окремих повідомленнях, потребує уточнення: офіційна методика XAG передбачає заряджання не від 0 до 100%, а від 15 до 90%.

Заявлений ресурс батареї становить до 4000 циклів. Акумулятори не потрібно регулярно виймати з корпусу: дрон заряджається безпосередньо після автоматичного паркування на станції. Система керування батареєю контролює стан елементів, а активне повітряне охолодження має відводити тепло під час інтенсивних циклів заряджання.

XAG пропонує дві версії XA1. Станція потужністю 10 кВт може працювати від однофазної або трифазної мережі й використовується з X100. Версія на 18 кВт потребує трифазного живлення та призначена для X150.

Розпилення до 42 л/хв

Система обприскування X Series використовує два відцентрові розпилювачі та два насоси. Максимальна продуктивність кожного насоса становить 21 л/хв, а сумарна подача — до 42 л/хв.

Розмір крапель можна регулювати в межах 50–500 мкм. Заявлена ефективна ширина захвату залежно від умов становить від 5 до 10 м. Для спеціальних операцій передбачено додатковий комплект дрібнодисперсного розпилення, здатний формувати краплі розміром від 10 мкм.

Проте найдрібніші краплі не завжди є агрономічною перевагою. Вони сильніше піддаються знесенню вітром і випаровуванню. Реальний режим роботи потрібно визначати відповідно до препарату, культури, температури, вологості, швидкості вітру та необхідної щільності покриття.

Нова система виявлення перешкод

X100 і X150 оснащуються контролером SuperX 5 Apex. За інформацією XAG, його обчислювальна продуктивність удвічі вища порівняно з попередньою платформою. Контролер об’єднує RTK-навігацію, керування польотом, оброблення даних із радарів, камер і каналів зв’язку.

Багатовимірний сенсорний модуль працює в діапазоні від 1 до 100 м. До його складу входять 4D-радар міліметрового діапазону, додатковий вертикальний радар і дві камери, які формують круговий огляд.

Виробник повідомляє, що система розпізнає повітряні лінії електропередач із точністю понад 90%. Це суттєвий показник для агродрона, оскільки тонкі дроти залишаються однією з найскладніших категорій перешкод для радарних і візуальних систем.

Однак показник понад 90% не означає гарантованого виявлення кожного дроту. Результат залежить від товщини та матеріалу провідника, кута його розташування, освітлення, опадів і стану сенсорів. Навіть автономний комплекс потребує попереднього картографування небезпечних об’єктів та дотримання встановлених зон безпеки.

Картографування та робота з кількома полями

Перед обприскуванням X Series може виконати автономне картографування. Дрон фотографує територію, а система формує ортофотоплан або просторову модель, за якою визначаються межі поля та перешкоди.

Заявлена максимальна площа одного картографічного завдання становить 4500 китайських му, або приблизно 300 га. Продуктивність побудови карт, за даними виробника, збільшено вдвічі завдяки новій ширококутній системі камер.

У застосунку XAG Agriculture можна об’єднати до десяти полів в одне завдання. Для кожної ділянки окремо задаються маршрут і параметри внесення. Також передбачена можливість одночасного керування кількома агродронами, що дає змогу паралельно виконувати роботи на великих площах.

Автоматичне очищення після роботи

Після завершення завдання система запускає цикл промивання бака, змішувальної ємності, насосів і трубопроводів. Вода циркулює через рідинний контур, видаляючи залишки препаратів, а промивна рідина збирається через окремий канал.

Автоматичне очищення має зменшити ризик засмічення форсунок, корозії компонентів і перехресного змішування несумісних препаратів. Проте відпрацьовану воду не можна скидати безпосередньо в полі. Сам XAG вказує, що її необхідно збирати та утилізувати відповідно до місцевих вимог щодо поводження із залишками пестицидів.

Чи може комплекс працювати зовсім без людини

Технічно X Series суттєво скорочує потребу в постійній присутності оператора біля дрона. Проте поняття «повністю автоматизований цикл» не слід трактувати як повну відсутність людського контролю.

Фахівець усе одно має:

1. формувати агрономічне завдання;
2. обирати препарат і норму внесення;
3. перевіряти погодні умови;
4. контролювати обмеження польотів;
5. стежити за технічним станом обладнання;
6. поповнювати запаси води й концентратів;
7. збирати та утилізувати промивну рідину;
8. реагувати на аварійні повідомлення.

Отже, X Series автоматизує передусім фізичне виконання повторюваних операцій. Агрономічна відповідальність, контроль безпеки й технічний нагляд залишаються за людиною.

Потенційне значення для сільського господарства

Найперспективнішим середовищем для такого комплексу можуть стати великі господарства з постійними межами полів, інтенсивним захистом рослин і доступом до стабільної електромережі. Особливо помітний ефект можливий у садах, на овочевих плантаціях, насінницьких посівах та культурах, які потребують багаторазових обробок протягом сезону.

Мережа з кількох станцій XA1 теоретично дозволяє організувати автоматизовані точки обслуговування в різних частинах господарства. Дрон може переходити між ними, поповнювати запас розчину та заряджатися без повернення до єдиної центральної бази.

Водночас економічна ефективність залежатиме не лише від вартості самого дрона. Потрібно враховувати монтаж станцій, електропостачання, підготовку цифрових карт, обслуговування рідинного контуру, логістику води й препаратів та вимоги національного законодавства щодо авіаційного застосування засобів захисту рослин.

XAG X Series демонструє зміну самої логіки розвитку агродронів. Якщо попередні покоління були переважно автономними літальними платформами, то нова серія формується як єдиний роботизований комплекс із власною польовою інфраструктурою.

Поєднання дронів X100 і X150, станції XA1 та змішувальної системи LM1 дозволяє автоматизувати картографування, планування маршруту, політ, обприскування, приготування розчину, заправлення, заряджання та очищення.

Саме усунення ручних операцій між польотами може виявитися важливішим за подальше збільшення місткості бака чи швидкості агродрона. Виробник переходить від продажу окремої машини до створення повноцінної автоматизованої технологічної лінії для польових робіт.

Однак остаточну оцінку системи можна буде зробити лише після тривалої експлуатації в реальних господарствах. Ключовими питаннями залишаються надійність автоматичних з’єднань, стійкість обладнання до агрохімікатів, робота сенсорів у складній погоді, доступність сервісу та економіка комплексу в розрахунку на один гектар.