I robot per la mungitura delle mucche sono stati tra i primi sistemi robotici ad essere utilizzati in agricoltura. Numerosi prodotti di robot di mungitura sono emersi negli ultimi anni con un successo clamoroso: i robot di mungitura hanno trovato ampia accettazione tra le aziende lattiero-casearie di tutto il mondo.
Tipi di operazioni effettuate dai robot
Consistono in un'unità stazionaria in cui la mucca cammina volontariamente per essere munta. Un transponder intorno al collo della mucca informa il robot sui suoi dettagli, permettendo una serie di compiti di gestione della mandria come il monitoraggio del controllo della produzione di latte, il flusso di latte e la qualità del latte. Il robot di mungitura esegue l'intero processo di mungitura, iniziando con la pulizia dei capezzoli e terminando con la rimozione dell'ultimo capezzolo e l'irrorazione dei capezzoli. Le informazioni raccolte durante il processo di mungitura sono presentate all'allevatore attraverso un sistema di gestione della mandria basato su computer. Anche l'automazione delle stalle è in aumento: pulitori di stalle robotizzati, alimentatori e sistemi di trasporto. Diversi pulitori di stalle mobili sono stati introdotti da Lely, Schauer Agrotronic GmbH e Peter Prinzing GmbH, che aiutano a mantenere pulite le stalle con pavimenti a doghe spostandosi automaticamente attraverso la stalla senza disturbare le vacche. Il pulitore a batteria e auto-ricaricabile è programmato per una copertura ottimale del pavimento. Uno scivolo montato sotto spinge il letame attraverso le aperture del pavimento a doghe. La mangiatoia robotizzata Lely Juno si sposta automaticamente nel vicolo di alimentazione seguendo il recinto di alimentazione. Spinge il mangime verso il recinto ogni volta che è necessario, senza disturbare le mucche. Altre iniziative stanno iniziando a studiare l'assistenza robotica per la cura degli animali e l'allevamento. Un'applicazione simile è stata presentata da DeLaval e Hetwin. La società Faromatics presenta un altro approccio nel mercato dei robot per il bestiame. Il loro robot “ChickenBoy” permette il monitoraggio continuo degli animali, in modo che le loro esigenze possano essere rilevate rapidamente e in modo affidabile. La soddisfazione di queste esigenze aiuta gli agricoltori a migliorare la salute e il benessere dei loro animali e a diventare più competitivi.
Livello di distribuzione
I robot di mungitura sono attualmente prodotti in numero significativo. Quasi tutti i fornitori di attrezzature per la mungitura offrono sistemi di robot di mungitura, compreso un braccio robotico industriale modificato o un braccio robotico personalizzato, spesso alimentato pneumaticamente per un'efficace limitazione della forza. Oltre ai robot stessi, i produttori offrono pacchetti personalizzabili per lo stoccaggio del latte e la gestione dell'azienda. Certamente, i robot di mungitura possono essere considerati un successo nell'applicazione di soluzioni robotiche al di fuori dello scenario di produzione. Inoltre, le soluzioni per gli animali da pascolo e l'automazione delle stalle stanno rapidamente guadagnando riconoscimento, soprattutto nelle regioni agricole altamente produttive.
Considerazioni sui costi-benefici e sfide di marketing
L'industria casearia è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche:
- Alta pressione sui prezzi a causa di decisioni politiche, come le quote latte obbligatorie.
- Nonostante le soluzioni di automazione esistenti, come la sala di mungitura a rotazione, c'è ancora bisogno di circa un lavoratore umano per 30-50 vacche.
- Il costo del lavoro per litro di latte rappresenta circa il 22% del totale.
- Nella maggior parte dei paesi industrializzati, la carenza di personale di mungitura è destinata a peggiorare.
- Rigide regole d'igiene.
I vantaggi per gli allevatori sono evidenti: meno lavoro manuale e più tempo per la gestione computerizzata della mandria per monitorare e controllare la sua salute. I vantaggi per le mucche sono altrettanto significativi: sono libere di scegliere quando essere munte. L'esperienza ha dimostrato che, lasciate a se stesse, le vacche entreranno nell'unità per essere munte da due a quattro volte al giorno, a qualsiasi ora del giorno o della notte. Tuttavia, gli attuali robot di mungitura sono per lo più applicati ad una mandria più piccola, da più di 80 a meno di 500 vacche: a causa del loro rendimento limitato. L'applicazione dei sistemi di mungitura automatica a una più grande è possibile, ma richiede una ristrutturazione completa della stalla e del layout della mandria.
I sistemi di mungitura automatica a rotazione come il robot di mungitura automatica (AMR) DeLaval mirano a servire grandi mandrie oltre le 300 vacche. Uno studio condotto tra i proprietari di sistemi di mungitura automatica in Spagna ha dimostrato che le aziende agricole con i migliori risultati in termini di qualità della vita e tempo libero (miglioramento della salute mentale e più tempo per la famiglia e gli hobby) sembrano essere quelle con un AMR e un numero adeguato di animali adattati per ottimizzare l'uso dell'AMR. È stato dimostrato in ulteriori studi che le mucche sembrano più sane e più felici con l'AMR.
Un sistema di robot di mungitura incorpora un sistema di gestione della mungitura, che si basa sull'identificazione di ogni vacca tramite etichette auricolari, transponder o pedometri. Ogni robot gestisce in modo economico 60 o più vacche.
L'analisi dei costi ha dimostrato che i robot di mungitura sono redditizi, risultando in circa € 0,02 a 0,04 di guadagno per litro (in Europa), dati gli attuali premi di produzione agricola di € 0,25 a 0,40 per litro. Esistono sul mercato prodotti di varie capacità e sistemi scalabili, che possono essere adattati gradualmente all'aumento delle mandrie di mucche.
Nel sistema di mungitura, ogni vacca è identificata in modo che il sistema possa decidere se sarà munta o meno. Come regola, una vacca dovrebbe essere pronta a produrre circa sette litri di latte prima di essere munta. Se una vacca torna al sistema di mungitura troppo presto, non viene munta.
Altre caratteristiche dei sistemi di mungitura automatica:
- I laser e i sistemi di visione permettono di rilevare e localizzare i capezzoli.
- Manipolatori multiuso che possono accogliere le irregolarità della mammella e dei capezzoli, gestire la pulizia dei capezzoli, gli attacchi delle coppe e la disinfezione.
- I bracci del robot sono sia cinematici personalizzati (azionati dall'idraulica dell'acqua o dalla pneumatica) che bracci robotici industriali modificati.
Smaltimento automatico del letame e pulizia.
- Indicators for measuring flow, quantity, milking time, and quality from individual teats, as well as milk yield.
After identifying the cow, the managers' frame is adjusted to the length of the individual cow, and the feed is given to the manager by the requirements for this cow. The dairy industry of the future will be far more automated than today, using automated milking systems that, besides high productivity, and cost-efficiency, will satisfy the demand for higher milk quality and more species-appropriate conditions for dairy herds.
The overall assessment, which includes all factors of dairy cow management, allows us to conclude about the overall positive effect already in 2012 (for the US market):
- Increase in milk production by up to 12%.
- Decrease in labor by as much as 18%.
- Dairy cow welfare by allowing cows to choose when to be milked.
- Robots in livestock farming improve or at least objectively document animal welfare on farms, facilitate product segmentation and better marketing of livestock products, and improve the economic stability of rural areas.
- At the University of Minnesota, you can get acquainted with a thorough calculation of costs and benefits for AMR based on scenarios, including a calculator that proves a reliable effect and emphasizes the importance of increasing milk yield per robot.
In a 2016 study, labor audits conducted on both automatic milking (AM) versus conventional milling (CM) farms showed a 36% reduction in labor demand associated with AM. However, medium-specification conventional milking technologies consistently achieved greater profitability, irrespective of farm size. The AM system achieved intermediate profitability at medium farm sizes; it was 0.5% less profitable than high-specification technology at the large farm size. The difference in profitability was significant in the years after the initial investment.
In the EFFIROB study, a full scenario of a robot system for dairy farming is analyzed, concerning cost-effectiveness, qualitative decisional factors, and market size assessment, as a template for similar product planning processes. The outstanding cost-effectiveness for different cow herd sizes, based on different milking robot designs, was detailed there.