100 років автоматизації:
від ручної праці до роботів і ШІ
Уявіть: у дійки корови вставляли трубки й голки, щоб змусити молоко витікати. Саме так виглядали деякі з перших спроб механізувати доїння. Сто років тому людство тільки починало шукати спосіб замінити важку ручну працю машиною. Тож перші винаходи були незграбними, часом дивними й далеко не такими гуманними, як сучасні технології. Але саме з них почалася революція, яка в результаті привела молочні ферми туди, де вони є сьогодні.
Тепер корова сама приходить на доїння. Робот розпізнає її, знаходить дійки, під’єднує доїльні стакани й контролює весь процес. Камери зі штучним інтелектом стежать за рухами тварини та можуть помітити проблеми зі здоров’ям ще до того, як їх побачить людина.
Разом із GEA, яка цього року святкує 100 років інновацій у молочному тваринництві, розповідаємо, як людство пройшло шлях від відра й ручного доїння до роботів та алгоритмів, і які технології назавжди змінили галузь.
Тепер корова сама приходить на доїння. Робот розпізнає її, знаходить дійки, під’єднує доїльні стакани й контролює весь процес. Камери зі штучним інтелектом стежать за рухами тварини та можуть помітити проблеми зі здоров’ям ще до того, як їх побачить людина.
Разом із GEA, яка цього року святкує 100 років інновацій у молочному тваринництві, розповідаємо, як людство пройшло шлях від відра й ручного доїння до роботів та алгоритмів, і які технології назавжди змінили галузь.
VII–III тисячоліття до н. е.
Молоко приходить у життя людини
VII до III тисячоліття до н. е.
Про те, що люди отримували молоко від свійських тварин ще тисячі років тому, свідчать сліди молочних жирів, які науковці знаходять у неолітичній кераміці в різних куточках Європи.
Ще одне підтвердження виявили в Чатал-Гуюку на території сучасної Туреччини. Аналіз стародавнього посуду показав, що приблизно 7–8 тис. років тому місцеві жителі розводили тварин не лише заради м’яса, а й заради молока. Причому доїли одразу кілька видів жуйних тварин.
Ще одне підтвердження виявили в Чатал-Гуюку на території сучасної Туреччини. Аналіз стародавнього посуду показав, що приблизно 7–8 тис. років тому місцеві жителі розводили тварин не лише заради м’яса, а й заради молока. Причому доїли одразу кілька видів жуйних тварин.
3300–3000 роки до н. е.
Згодом сцени молочарства з’явилися і в мистецтві. На шумерських циліндричних печатках можна побачити жінок, корів і посудини. Дослідники припускають, що так стародавні майстри показали приготування молочних продуктів.
2600 рік до н. е.
А ось найдавнішим відомим зображенням процесу доїння вважають фриз із храму Нінхурсаг у Телль-ель-Убейді на території сучасного Іраку. На фризі зображені корови, яких доять, а поруч сцени подальшої переробки молока.
1819–1889 роки
Перші спроби
механізувати доїння
Спосіб отримання молока тисячоліттями залишався незмінним: людина сідала біля тварини й доїла її руками. Але цього було достатньо, доки господарства залишалися невеликими. Та коли кількість корів на фермах почала зростати, на ручну роботу вже бракувало і людей, і часу.
1819 рік
У XIX столітті винахідники почали шукати спосіб прискорити доїння. Тодішні конструкції сьогодні більше нагадують інструменти з фільму жахів: у сосок вставляли дерев’яні трубки або спеціальні голки, через які молоко мало витікати самостійно.
Такі пристрої справді спрощували відтік молока, але мали мало спільного з безпечним доїнням. Вони травмували вим’я, створювали ризик інфекцій і могли шкодити здоров’ю тварин. Тож стало зрозуміло, що механізація потрібна, але принцип роботи доведеться шукати інший.
Такі пристрої справді спрощували відтік молока, але мали мало спільного з безпечним доїнням. Вони травмували вим’я, створювали ризик інфекцій і могли шкодити здоров’ю тварин. Тож стало зрозуміло, що механізація потрібна, але принцип роботи доведеться шукати інший.
1851 рік
Ходжес і Брокенден створили одну з перших вакуумних доїльних машин. Вона складалася з великої чаші з гутаперчі та ручної помпи. Але ця конструкція була далекою від досконалості: вакуум було складно контролювати, через що існував ризик травмувати вим’я. Та й користуватися таким пристроєм було не надто зручно.
1889 рік
Наступний помітний крок зробив шотландський винахідник Вільям Мерчленд. У 1889 році він запатентував вакуумну доїльну машину, яку вважають однією з перших комерційно успішних конструкцій.
1926–1970 роки
Від відра до
доїльної каруселі
Винахідники розв’язали лише частину проблеми. Так, машина вже могла отримувати молоко без участі людини, але працювала не так ефективно й дбайливо, як досвідчений дояр. Наступним завданням було навчити її відтворювати природне смоктання теляти.
1926 рік
Один із важливих кроків у цьому напрямі зробила німецька Westfalia. Її історія розпочалася наприкінці XIX століття в місті Ельде, де Франц Рамезоль і Франц Шмідт заснували невелику компанію з виробництва ручних молочних центрифуг. Згодом вона перетворилася на Westfalia Separator AG, яку у 1994 році придбала група GEA.
У 1926 році Westfalia представила свою першу готову до серійного виробництва модель відерного доїльного апарату. Вона мала чотири окремі доїльні склянки та поєднувала вакуум із пульсацією. Ритмічне чергування стискання і розслаблення імітувало смоктання теляти, завдяки чому доїння стало ефективнішим і дбайливим для корови. Саме цей принцип і сьогодні лежить в основі машинного доїння.
Та поява нового апарата не зробила роботу на фермі аж такою легкою. Доярам доводилося переходити від однієї корови до іншої, переносити важкі відра з молоком, нахилятися, спорожняти їх і знову повторювати весь процес.
Тож наступним викликом стало створення системи, яка могла б не лише отримувати молоко, а й автоматично транспортувати його далі.
У 1926 році Westfalia представила свою першу готову до серійного виробництва модель відерного доїльного апарату. Вона мала чотири окремі доїльні склянки та поєднувала вакуум із пульсацією. Ритмічне чергування стискання і розслаблення імітувало смоктання теляти, завдяки чому доїння стало ефективнішим і дбайливим для корови. Саме цей принцип і сьогодні лежить в основі машинного доїння.
Та поява нового апарата не зробила роботу на фермі аж такою легкою. Доярам доводилося переходити від однієї корови до іншої, переносити важкі відра з молоком, нахилятися, спорожняти їх і знову повторювати весь процес.
Тож наступним викликом стало створення системи, яка могла б не лише отримувати молоко, а й автоматично транспортувати його далі.
1941 рік
На фермах з’явилися перші стаціонарні молокопроводи. Молоко закритою системою надходило від доїльного апарата просто до резервуара.
Змінилася й організація самого доїння. На фермах почали будувати спеціальні зали, де корови займали визначені місця, а працівники працювали в заглиблених проходах і могли швидше під’єднувати апарати. Продумані маршрути пришвидшили рух тварин і зробили процес спокійнішим для них.
Змінилася й організація самого доїння. На фермах почали будувати спеціальні зали, де корови займали визначені місця, а працівники працювали в заглиблених проходах і могли швидше під’єднувати апарати. Продумані маршрути пришвидшили рух тварин і зробили процес спокійнішим для них.
1959 рік
У Новій Зеландії винайшли зал типу «ялинка»: корів розміщували обабіч проходу під кутом приблизно 30 градусів (у вигляді гілок ялинки). Так працівник міг швидше переходити від однієї тварини до іншої.
1970 рік
Westfalia представила ROTOMELK — свою першу доїльну карусель. Корови заходили на платформу, яка повільно рухалася по колу. За один оберт тварину готували до доїння, під’єднували апарат і видоювали. Наприкінці кола вона сходила з платформи, а її місце займала наступна.
Доїння стало швидшим і продуктивнішим, а каруселі з часом більшими та технологічнішими. Сьогодні GEA пропонує системи на 28–120 місць, які проєктуються з урахуванням поголів’я, площі приміщення та організації роботи на фермі. На великих підприємствах у Європі, Північній Америці, Азії та на Близькому Сході такі установки стали основою потокового доїння.
Доїння стало швидшим і продуктивнішим, а каруселі з часом більшими та технологічнішими. Сьогодні GEA пропонує системи на 28–120 місць, які проєктуються з урахуванням поголів’я, площі приміщення та організації роботи на фермі. На великих підприємствах у Європі, Північній Америці, Азії та на Близькому Сході такі установки стали основою потокового доїння.
Згодом з’явилися і такі конфігурації доїльних залів як «тандемна» (тварини розташовуються одна за одною в індивідуальних боксах паралельно робочій ямі оператора) та «паралель» (корови розташовані паралельно одна одній під кутом 90 градусів до доїльної ями).
1980–1988 роки
Електроніка вчиться розпізнавати корів
Але повернемося у 70-80-ті роки минулого століття. Уже тоді було зрозуміло, що на кількість і якість молока впливають не лише технології доїння. Важливими були чистота, здоров’я тварин та спокійний рух стада. Саме тому винахідники почали шукати спосіб зазирнути «всередину» процесу і зрозуміти, що відбувається з твариною безпосередньо під час доїння, і вчасно помітити проблему.
1980 рік
Нідерландська компанія NEDAP розробила електронну систему індивідуальної ідентифікації корів і застосувала її в автоматичних годівницях для тварин на безприв’язному утриманні. Того ж року Федеральний дослідницький інститут сільського господарства в Кілі (Німеччина) заклав основи автоматизованого доїння, випробувавши ультразвукові датчики, CCD-камеру та лазер для визначення розташування дійок.
За даними GEA, у 80-ті компанія також вже використовувала RFID-чипи, які розпізнавали корів і допомагали збирати дані про кожну тварину. Згодом електронні рішення перетворилися на складну цифрову екосистему.
Наприклад, сьогодні платформа GEA DairyNet об’єднує доїльних роботів, системи годівлі та управління стадом. А сенсорна система GEA CowScout цілодобово відстежує місцезнаходження й активність кожної корови навіть поза доїльною залою. Вона допомагає визначати тічку, контролювати перебіг лактації та вчасно помічати зміни у стані здоров’я тварини.
За даними GEA, у 80-ті компанія також вже використовувала RFID-чипи, які розпізнавали корів і допомагали збирати дані про кожну тварину. Згодом електронні рішення перетворилися на складну цифрову екосистему.
Наприклад, сьогодні платформа GEA DairyNet об’єднує доїльних роботів, системи годівлі та управління стадом. А сенсорна система GEA CowScout цілодобово відстежує місцезнаходження й активність кожної корови навіть поза доїльною залою. Вона допомагає визначати тічку, контролювати перебіг лактації та вчасно помічати зміни у стані здоров’я тварини.
1985-1986 роки
Роботизована рука вперше приєднала доїльний стакан до корови, а наступного року японські дослідники розпочали розробку власного доїльного робота.
1987-1988 роки
На симпозіумі «Автоматизація в молочному тваринництві», який відбувся 1987 року в Нідерландах, сім із 47 доповідей були присвячені автоматизації доїння. Свої напрацювання представляли дослідники з Великої Британії, Західної Німеччини, Франції та Данії. А в 1988 році окремий проєкт роботизованого доїння започаткували Дослідницька рада та Міністерство сільського господарства Великої Британії.
1996–2010 роки
Перші доїльні роботи
1996 рік
GEA представила першого доїльного робота Leonardo. Щоб під’єднати доїльні стакани, система використовувала комп’ютерну базу даних із інформацією про розташування дійок кожної корови. А знайти їх допомагали ультразвуковий датчик і світловий бар’єр.
Корова сама заходила до окремого боксу, зазвичай її приваблювала порція концентрованого корму. Система знаходила дійки, роботизована рука під’єднувала доїльні стакани, а далі весь процес відбувався без участі людини.
Корова сама заходила до окремого боксу, зазвичай її приваблювала порція концентрованого корму. Система знаходила дійки, роботизована рука під’єднувала доїльні стакани, а далі весь процес відбувався без участі людини.
2000 рік
Автоматизовані системи використовують близько 800 ферм по всьому світу.
2005 рік
В Україні встановлені перші роторні зали GEA. Це «каруселі» Autorotor Magnum 40 на 32 доїльні місця. Вони успішно працюють і дотепер в Чернігівській та Дніпропетровській областях
2007 рік
У 22 країнах світу працювало вже приблизно 8 тис. установок автоматизованого доїння.
2009 рік
Представлено систему GEA MIone. На фермах вона почала активно з’являтися вже у 2010–2011 роках.
MIone працювала за принципом Multibox, де одна роботизована рука могла обслуговувати від двох до п’яти доїльних боксів. Поки в одному боксі тривало доїння, система вже могла працювати з іншою коровою. Завдяки цьому одна установка обслуговувала стадо чисельністю понад 120 тварин.
Згодом технологію вдосконалили: роботизовану руку зробили легшою, систему промивання — ефективнішою, а керування всіма боксами об’єднали в одному центрі. Очищення та стимуляція дійок, під’єднання доїльних стаканів і саме доїння перетворилися на єдиний автоматизований процес.
MIone працювала за принципом Multibox, де одна роботизована рука могла обслуговувати від двох до п’яти доїльних боксів. Поки в одному боксі тривало доїння, система вже могла працювати з іншою коровою. Завдяки цьому одна установка обслуговувала стадо чисельністю понад 120 тварин.
Згодом технологію вдосконалили: роботизовану руку зробили легшою, систему промивання — ефективнішою, а керування всіма боксами об’єднали в одному центрі. Очищення та стимуляція дійок, під’єднання доїльних стаканів і саме доїння перетворилися на єдиний автоматизований процес.
2021–2024 роки
Коли робот не лише доїть, а й стежить за коровою
2010 рік
Кількість автоматизованих установок на фермах зросла до 10 тис. Тоді ж з’явився перший автоматизований роторний доїльний зал GEA DairyProQ.
2021 рік
GEA представила нове покоління робота — GEA DairyRobot R9500 із технологією In-Liner Everything. За одне під’єднання стаканів робот готує корову до доїння, очищує дійки, здоює перші цівки молока, доїть і обробляє вим’я. Причому кожна дійка обслуговується окремо. Це знижує ризик перенесення бактерій і виникнення маститу. Після доїння система одночасно обробляє дійки та дезінфікує внутрішню поверхню стаканів.
Робот також постійно перевіряє молоко. Якщо помічає відхилення, зокрема можливі ознаки маститу, автоматично відокремлює його від загального потоку.
Крім того, технологія дозволяє під’єднати до одного центрального модуля управління кілька доїльних боксів і завдяки цьому економніше використовувати воду і електроенергію та зменшити обсяг інвестиції в обладнання.
Робот також постійно перевіряє молоко. Якщо помічає відхилення, зокрема можливі ознаки маститу, автоматично відокремлює його від загального потоку.
Крім того, технологія дозволяє під’єднати до одного центрального модуля управління кілька доїльних боксів і завдяки цьому економніше використовувати воду і електроенергію та зменшити обсяг інвестиції в обладнання.
Сьогодні роботизоване доїння стало основним напрямом розвитку молочних ферм у багатьох країнах Європи. Так, у країнах Бенілюксу, Німеччині, Великій Британії та Польщі близько 80% нових інвестицій у доїльне обладнання припадає саме на роботизовані системи.
Якщо поголів’я налічує сотні або тисячі корів, то такі ферми придивляються до групового роботизованого доїння GEA DairyRobot R9650, яке поєднує у собі звичну доїльну залу з роботою роботів-доярів В Україні поки переважають індивідуальні доїльні роботи, а групові системи лише починають з’являтися. Але експерти вважають, що саме групове автоматизоване доїння має найбільший потенціал для ринку України вже зараз і в майбутньому.
Якщо поголів’я налічує сотні або тисячі корів, то такі ферми придивляються до групового роботизованого доїння GEA DairyRobot R9650, яке поєднує у собі звичну доїльну залу з роботою роботів-доярів В Україні поки переважають індивідуальні доїльні роботи, а групові системи лише починають з’являтися. Але експерти вважають, що саме групове автоматизоване доїння має найбільший потенціал для ринку України вже зараз і в майбутньому.
2024 рік
З придбанням GEA у 2024 році ірландського стартапу CattleEye починається новий етап у цифровізації догляду за стадом. Технологія використовує камери та штучний інтелект, щоб оцінювати ходу корів і виявляти кульгавість ще до того, як її помітить неозброєним оком ветеринар. Це дає змогу раніше розпочати лікування, зменшити дискомфорт тварини та уникнути додаткових витрат.
Як пояснював Latifundist.com генеральний директоро GEA в Україні Ярослав Ніцак, перевага GEA полягає у великому масиві даних, які компанія отримує з господарств у різних країнах. Саме на них і навчаються алгоритми.
Як пояснював Latifundist.com генеральний директоро GEA в Україні Ярослав Ніцак, перевага GEA полягає у великому масиві даних, які компанія отримує з господарств у різних країнах. Саме на них і навчаються алгоритми.
Як це працює на практиці? На фермі встановлюють кілька камер у місцях, де корови рухаються прямо. Система аналізує їхню ходу — інтервали між кроками, амплітуду та коливання рухів, і порівнює отримані показники з глобальною базою даних, до якої під’єднано близько 190 тис. корів. Так алгоритм визначає ознаки кульгавості, проблеми з кондицією тіла та інші відхилення.
Точність виявлення проблеми може сягати 99%. У багатьох випадках система помічає її на три-чотири дні, а іноді й на тиждень раніше, ніж людина. Це дає фермеру час відреагувати ще до того, як стан тварини погіршиться і це вплине на її продуктивність.
Точність виявлення проблеми може сягати 99%. У багатьох випадках система помічає її на три-чотири дні, а іноді й на тиждень раніше, ніж людина. Це дає фермеру час відреагувати ще до того, як стан тварини погіршиться і це вплине на її продуктивність.