なぜロボットは良い雑草を栽培できないのか

仕事で惨めに失敗するロボットから、文字通りのがらくたを扱うロボットまで、Mashable のくだらないロボット良くも悪くも、あるいはずっと悪くても、自動化の複雑な世界に飛び込みます。

大麻農場の生産量は過去最高を記録しているが、ロボットがすぐにそのプロセスを引き継ぐ可能性は低い。

典型的な雑草農場は、自由な精神を持つストーナーが管理する広大な作物か、オンライン フォーラムから集めた情報に基づいて構築された秘密の地下運営のいずれかです。気候制御された栽培室と自動灌漑技術を備えた現代の大麻農場施設は、雑草農場がどのようなものであるかについてのポップカルチャーの先入観とはまったく異なります。決まり文句の前任者よりもはるかに臨床的ですが、現代の大麻農場は依然として栽培の大部分を手作業で行っています。大麻農場ほど、機械の代わりに人間の労働力を使用している農業空間は、たとえあったとしてもほとんどありませんが、大麻の品質重視の性質には、技術がまだ適応していない細かい運動能力と長年の直感が必要です。

農業産業は何世紀にもわたって機械に依存してきましたが、大麻の分野では自動化が不十分です。マリファナを合法化する州が増加し、の2018年農業法案麻を合法化したのは大麻を栽培できる農家と、最終的に大麻を購入できる消費者による「グリーンラッシュ」が始まった。需要が高まっているにもかかわらず、高品質の芽は壊れやすい作物であり、従来の農業で使用される機械はこれを扱うのに十分なほど穏やかではありません。

屋外栽培は、一貫した日照と温暖な気候の地域に限定されているため、ほとんどのブランドは屋内で雑草を栽培しています。マリファナ・ビジネス・デイリー2018年に報告された、カリフォルニアの娯楽用大麻生産能力の80パーセント以上は屋内施設によるものだった。しかし、屋外農業の自然の限界に邪魔されず、現代のテクノロジーによって強化された屋内施設であっても、人々仕事の大部分をこなすために。それはテクノロジーや機械が存在しないからではなく、訓練された人間がロボットよりもうまく仕事をするからです。農業技術は20年前の自家栽培に比べて飛躍的に進歩しているかもしれないが、大麻農場にとってモンサントレベルの経営規模に達することは不可能だ。今のところ、高品質の芽を確保するには依然として多大な人間の関与が必要です。

「マリファナは本当に育てるのが難しく、気まぐれな植物なのでしょうか？」1人のRedditユーザー尋ねたr/microgrownery、家庭栽培のためのサブレディット。 「私はその仕事に取り組んだことはありませんが、裏庭で趣味としてかなりの量のガーデニング/植物/木を育てています。私はかなり自由放任主義の栽培者で、主に直感と目と一般知識に基づいて作業しています」そして、私はかなり成功しています。それでpHバランス、植物の栄養素、殺虫剤、照明サイクルについては非常に心配なので、ちょっとびっくりしてしまいます。なぜ大騒ぎするのでしょうか？それは、この植物が成長に伴う利益という方程式に文化的に根ざしているからでしょうか?」

別の Reddit ユーザー合計したそれをアップ: 「TL;DR: やるのは簡単ですが、うまくやるのは難しいです。」

良い雑草は大規模に成長するのが難しい

たとえ傲慢であっても、元の投稿者の潜在的な利益に関する皮肉はお金にかかっています。クラフト大麻農場は、大麻の多額の投資と高収益の性質のため、工業化された農業大手が使用する機械の導入を躊躇している。トマトのような従来の作物も、管理された環境、徹底的な監視、慎重な収穫を必要とします。病気、生育不全、または収穫時の損傷により、数ポンドの作物が失われることが予想されます。しかし、大麻のように高価で労働集約的な植物では、その数ポンドのために農場に数万ドルと数か月の労働がかかる可能性があります。

同名の大麻ブランド「ワンダーブレット」の共同創設者で長年栽培者であるブレット・フェルドマン氏は、高品質の大麻は希少であるため需要が非常に高いと語った。大麻の栽培は困難ですが、消費者に楽しい体験をもたらす雑草の栽培は、特に大規模農場の場合にはさらに困難になります。

「品質を保つのは簡単ではない」とフェルドマン氏は最近、カリフォルニア州ロングビーチにあるワンダーブレットの18万平方フィートの屋内栽培施設のツアー中にマッシャブルに語った。この施設には 36 室の驚異的な栽培室があり、各栽培室には異なる成長段階のさまざまな株が含まれています。各部屋は、新しい技術と伝統的な手作業の組み合わせによって監視、灌漑、手入れが行われています。

「お金がかかるし、大変だし、善意を持った人たちが全力を尽くしても、質の高いものを作ろうとする努力を数年間怠ってしまう可能性がある」とフェルドマン氏は続けた。

各州が娯楽用大麻を合法化するにつれ、高品質の大麻の需要が高まっています。合法大麻が普及する以前は、選択肢は限られていました。誰も彼らの製品にどのようなテルペンが含まれているかをディーラーに尋ねませんでした。 2021年4月現在、17の州とワシントンD.C.がマリファナを合法化、市場に新たな競争をもたらし、より良い大麻を消費者に提供します。

ワンダーブレットの共同創設者であり、施設のシステムの多くを担当するエンジニアであるキャメロン・ダムウェイク氏は、ほとんどの消費者は高品質の大麻がどれだけ優れているかは試してみるまで分からないと付け加えた。彼は、良い芽を、一生マクドナルドを食べてから、美味しいハンバーガーを試すことに例えています。高校生のときにもらった10セント硬貨の袋と、今日薬局で買える花の違いを理解するのに、目利きである必要はありません。

「そして、『それはおいしいハンバーガーだ、私は（この）ハンバーガーを食べていたが、そっちの方が良かった。今、私は次のレベルの品質を知っている』と言うのです」とダムワイク氏は語った。 「そして、それは...誰かがそれを乗り越えて、『あのテルペンに気づいた、またはその滑らかさに気づいた』と言えるのです。」

大麻は、ほとんどの場合、栽培が特に難しいわけではありません。大麻の構造を研究しているブリティッシュコロンビア大学の植物学教授アン・レイシー・サミュエルズ博士は、低THC大麻が大草原で自然に繁茂していると指摘した。 Mashableへのメールの中で、彼女は植物自体はかなり丈夫だと説明した。

高THCで喫煙可能な花を育てるのはさらに困難です。これは、遺伝学、徹底的な監視、慎重な収穫を伴うジャグリング行為であり、口語的に「つぼみ」として知られる成熟した植物の花を育てることを中心に展開されます。節くれだった土のようなナゲットは、あまり似ていないかもしれませんが、その色、香り、食感は、つぼみが最終的に入ってくる雑草製品を消費するユーザーの体験に影響を与えます。ダブリグ内の生きた樹脂から、寝る前に弾くグミまで、すべて雑草製品は粘着性のある小さな芽から始まります。

ケンタッキー州立大学の有機農業と麻の専門家の助教授、ショーン・ルーカス氏はこう語った。シビル・イーツ大麻栽培には、基本的な園芸を超えた園芸への理解が必要です。

「基本的な生物学と良質の土壌を理解せずに作業を行うと、問題が発生するでしょう」と彼は言う。

ロボットは人間よりも効率が悪い場合があります

雑草の成長プロセスでは、植物が完全に成熟して収穫できるようになるまでに 10 ～ 32 週間かかる場合があります。栽培者は種子から始めることも、すでに成熟した植物がある場合はクローンと呼ばれる挿し木から始めることもできます。クローンは種子を発芽させるよりも早い成長プロセスを保証しますが、栄養素を吸収するためにまだ根を成長させている途中であるため、壊れやすいものでもあります。乱暴に扱ったり、温帯多湿の環境からクローンを取り出したりすると、発根する前に死んでしまう可能性があるため、屋内施設では今でも手作業で水やりを行っている。クローンを傷つけずに扱うロボットの器用さは存在するかもしれないが、訓練された人間と比較すると、それはアクセス可能ではなく、コスト効率も低い。

生産者は、害虫、ウイルス、カビから植物を守ることにも注意を払わなければなりません。ワンダーブレットでは、施設に入る者には空気吹き付けによる除染室を通過するよう義務付けています。汚染除去植物そのもの作物に影響を与える可能性があります。たとえば、カビを除去するために栽培室にオゾンや過酸化水素をガスで吹き込むと、植物の表面が茶色になり、味や効能に影響を与えるだけでなく、従業員が有毒ガスを吸入する危険にさらされる可能性があります。高周波と呼ばれる別の除染技術は、無線波を使用して熱を発生させて微生物を殺すが、花が焼けてしまう可能性もある。これらの除染方法と同じくらい抜本的な対策を講じることを避けるために、生産者は単に植物を視覚的に評価し、手に負えなくなる前に（文字通り）問題の芽を摘み取ることができます。

理論的には、潜在的な問題を早期に発見する機械学習プログラムを設計することはできますが、これも訓練された目ほどアクセスしやすく、コスト効率も高くありません。

成長プロセスの強化

そこにははある程度の自動化によって強化された屋内栽培プロセスの要素。新たに合法化された住宅の増加により、個人向けの自動空調システムの需要も生まれました。 Green Goddess Supplyでは、家具のようなグローボックス「Grow Box」を販売しています。「戸棚」これには、時間制限付き LED ライト、温度と湿度のリーダー、換気扇、植物の成長を監視する WiFi 接続カメラが含まれており、価格は 1,495 ドルです。栽培開始だいたい2,299 ドルで、家庭栽培者は週に 1 回クローゼットのタンクから水を抜き、新鮮な水を補充するだけで、残りの作業はクローゼットに自動化させるだけで済みます。

農業の規模では、箱に種を植えて時々アプリでチェックインするほど単純ではありませんが、現代の農業システムでも同じ概念が使用されています。部屋の湿度、二酸化炭素レベル、光にさらされる時間、空気の流れ、投与される栄養素はすべて、雑草の品質に影響を与えます。気温の低下や日照時間が短すぎるなど、一見無害に見える問題は、貴重な芽を生み出す植物の能力を阻害する可能性があるため、屋内栽培施設は光周期のタイミングを計り、気候を調整できる自動システムを選択しています。

たとえば、私がワンダーブレットを訪れたとき、ドアを少しの間開けたままにしておくと、部屋のシステムが自動的に二酸化炭素をさらに放出するようになってしまった。各部屋には湿度、温度、二酸化炭素を監視するための独自のメーターが設置されており、理想的なしきい値からの変化がシステムにトリガーされて修正されていました。ダムウェイク氏は、湿度、温度、二酸化炭素レベルの記録が、収穫ごとに改善するための計算式を試すのに役立つと指摘しました。それでも、これらのレベルは、事前に設定された統計に自動的に調整されるのではなく、成長サイクル全体を通じて数週間ごとに手動で調整する必要があります。ダムウェイク氏は、栽培者が複数の栽培を同時に行う場合の、栽培サイクル全体の湿度、温度、二酸化炭素の調整を計画できるソフトウェアを知りません。

「以前は、目視検査に行っただけでも、午前 2 時に何が起こっているのかわかりませんでした。翌日にはすべてがうまくいくだろうと思い切って信じていました。そしてサイコロを振るのです」とダムワイク氏は語った。 「しかし今では、このデータを通して、データに含まれるすべてのものが、一種の共生関係で連携していることがわかります。」

灌漑もある程度自動化することができますが、効果は技術や農場の規模によって異なります。小規模住宅に適した工法が増え、使うような「バブルポニックス」水族館のポンプによって通気された貯水池で根を成長させる、大規模農場にとっては非効率的であるか、リスクが高すぎます。アリゾナを拠点とする大麻ブランド空中でを使用して大規模に成長するエアロポニックシステム植物を空中に浮遊させ、露出した根に栄養分を自動的に霧吹きすることで水をやります。エアロポニックシステムは、土や害虫を使わずに高品質の芽を生み出すことが知られていますが、法外に高価である可能性があり、壊れやすい根は常に湿った状態に保たれなければならないため、自動化が失敗して根が乾燥すると植物が枯れてしまう危険性があります。

ほとんどの農場は点滴灌漑の使用を選択しており、低圧かつ少量で植物の根に徐々に水を送ります。灌漑システムを専門とする会社は、多くの場合、「肥沃」サービス — 灌漑と施肥のかばん語 —点滴灌漑に使用される水中に栄養素を自動的に分散します従来の作物と大麻栽培の両方に。自動制御システムと組み合わせて使用​​すると、簡単に使用できます (少なくともそうあるべきです)。

ブランド固有の株の栽培を中心とした、すべてに適合する万能の栽培システムは存在しないため、農場はニーズに合わせて在庫システムを調整しています。従来の農業は、さまざまな作物に合わせて農法を調整する際に同様の問題に直面する可能性がありますが、大麻農場がさまざまな品種に対して直面する程度である可能性は低いです。

トマトを例に挙げると、定番のローマから誰もが羨む家宝のブランデーワインまで、たくさんの品種があります。どちらも互いに異なる独自の風味を持っていますが、結局のところ、両方を同じ庭で栽培しても、トマトの食体験に大きな影響を与えることはありません。一方、さまざまな種類の雑草は、さまざまな条件で最もよく成長します。インディカブルードリーム根が焼けることなく大量の窒素を摂取できるのに対し、高CBD収量AC/DC栄養素に敏感であることで有名です。

ダムウェイクとフェルドマンは、供給ホースを詰まらせることなく、36 の栽培室すべてに使用したい栄養素を個別に灌漑できるストック システムを見つけることができなかったため、ダムウェイクは自分でシステムを設計、設計しました。施設内を循環するすべての静脈が 1 つの部屋に集まり、そこでは 36 本の金属パイプの格子が、職員の上にそびえ立つ少数の巨大なタンクから栄養分を引き出すようにプログラムされています。成長のさまざまな段階にあるさまざまな菌株が存在する各部屋に対して、この血管網は、さまざまな濃度の栄養素の特定のブレンドを提供します。若い植物のしっかりした根の成長を促進するために、6インチ×6インチのプラスチックキャップが植物の茎の根元を覆います。この灌漑システムは、一箇所に水が溜まるのではなく、キャップに刻まれた水路を介して植物の根元の四隅に水と栄養素を均等に分配します。そうすることで、若い植物の根が、それを包むグラスファイバーのような立方体を通して可能な限り広がることが促進され、より強い成体植物へと成長します。ダムウェイク氏は、ワンダーブレットの灌漑システムは「業界が行っていないものとまったく異なるものではない」が、既存のものの修正版であると説明した。

「これは、私たちが望むように成長し続けるために、私たちが自分たちで作らなければならなかった、私たちの主な種類の革新的な作品でした」と彼は言いました。

人間と機械が協力できる場所

栽培で最も手間がかかるのはトリミングです。植物が完成したら、収穫の準備ができている、柱頭と呼ばれるつぼみを覆う髪の毛のような束がオレンジ色に変わり、トリコームと呼ばれるそれを取り囲む結晶構造が琥珀色になります。植物がその段階まで到達できれば、生産者は茎を数日間吊るして乾燥させた後、芽を切り落とし、消費用に乾燥させることで最終的に収穫することができます。野生では、その匂いが捕食者に間食されるのを防ぐため、これらの粘着性のトリコームは植物の防御として機能します。私たち人間にとって、あの臭いトリコームはまさに良い雑草に求めているものなのです。

「花のトリコームは非常に重要です。なぜなら、トリコームはカンナビノイド（THCまたはCBD）とテルペノイドを生成する植物の一部だからです」とレイシー・サミュエルズ氏は言う。

それらのカンナビノイド体中の受容体と相互作用して治療効果を生み出す。たとえば、THCは精神活性をもたらす多幸感「高揚感」で知られていますが、その人気はますます高まっています。CBD睡眠、不安、炎症に影響を与える可能性があります。以下のようなあまり知られていないカンナビノイドを誇る製品CBNそしてCBGも増加傾向にありますが、その影響について具体的な結論を出すにはさらなる研究が必要です。テルペンすべての植物に香りと味を与える化合物ですそしてマリファナでは、ハイの「タイプ」を駆動する各株が収量する可能性があります。

たとえば、柑橘系の品種には創造的で高揚感のある高揚感で知られるリモネンが含まれていますが、ムスキーのミルセンは鎮静作用と鎮痛作用で知られています。ソファに閉じこもった夜の多くは、謙虚なミルセンのせいだと考えられます。

毛状突起を保存することは、乾燥と収穫のプロセスにおいて非常に重要です。毛状突起にはすべての良いものが含まれているためです。そのため、工芸品農場では手作業で茎を切り落としたりトリミングしたりすることを選択します。切り株取りでは、茎から各芽を取り除き、トリコームに覆われた芽から残りの葉やその他の不要な植物を注意深く切り取ります。トリマーは次のような特定の部分を保存する場合があります。砂糖の葉、トリコームが含まれていますが、プレロールジョイントまたは抽出物に使用するには、それほど風味や強力ではありません。これは手作業での面倒な作業です。フェルドマン氏は、訓練を受けた作業員が 8 時間のシフトで約 1.5 ポンドのつぼみをトリミングできると推定しています。

切り返しやトリミングの装置はこのプロセスを飛躍的にスピードアップしますが、現在の機械では繊細な芽に負担がかかり、必要なトリコームが剥がれ落ちてしまう可能性があります。のようなバッキングマシンマザーバッカーまたはMBXバッカー濡れた茎や乾燥した茎を小さな穴から送り込むことで、1時間あたり150ポンドの芽を飛ばすことができ、芽が飛び出て収集されます。トリミング機械のようなツイスタートリマーまたはトリミネーター回転する穴あきシリンダーの中で芽をタンブル乾燥させ、残った葉をもぎ取ります。 Twister Trimmer は、最大のモデルでは 1 時間あたり 600 ポンドのつぼみをトリミングでき、最もよく使用されている商用モデルでは 1 時間あたり 14 ポンドの乾燥したつぼみをトリミングできると主張しています。トリミネーターは、1 時間あたり 60 ポンドのトリミング速度を誇ります。

これらの割合は人間の手によるトリミングよりも優れていますが、雑草純粋主義者らは、機械によるトリミングは毛状突起に損傷を与えて芽を安くし、その結果、製品の香りや効能が低下すると信じています。生産者は損失を避けるために、機械でトリミングした残り物をシェークに使用することもできますが、伝統主義者は手作業でトリミングすること自体が芸術であると考えています。マサチューセッツ州に本拠を置くロボット企業ブルーム・オートメーションは、手作業によるトリミングの骨の折れる繊細さと、機械によるトリミングの粗雑な効率との間のギャップを人工知能で埋めようとしている。

ブルーム・オートメーションの創設者兼最高経営責任者（CEO）のジョン・ゴワ氏は、バラの茂みのような「非常に価値の低い」作物を扱いながら農業ロボット工学に取り組む中で、より繊細な自動化の必要性を感じた。

「大麻作物は生産するのに非常に高価ですが、消費者として購入するのは確かに高価です」とゴワ氏はMashableに語った。 「業界のBud Liteとは対照的に、彼らは本当に素晴らしい大麻株であるクラフトビールを探しています...製品を購入するたびに高額な投資が必要です。」

Bloom Automation のトリミング システムは、機械学習を使用して葉やその他の望ましくない植物の画像をキャプチャし、何を残し、何を除去するかを特定し、余分な部分を注意深くトリミングします。彼のチームは、マリファナの 10,000 枚の画像を使用してアルゴリズムをトレーニングし、それらをつぼみ、シュガー リーフ、ファン リーフ、茎、枝に分類しました。彼らは、そのアルゴリズムに別のアルゴリズムを適用して、シュガーリーフとファンリーフを「真空にする」ように訓練しました。後者は食用、チンキ剤、またはハッシュとして保存できます。ゴワ氏によると、97％の精度で不要な植物を特定して除去し、さまざまな株に適応するように訓練することも可能だという。同氏は、ハンドトリマーの約 2 倍の効率があり、標準的なトリミングマシンには劣るものの、より高い品質を維持できると見積もっています。 Bloom Automation マシンの価格は 20,000 ドル以上です。比較すると、Twister Trimmer の最も人気のある商用モデルと Triminator の価格は、それぞれ約 17,000 ドルと 13,800 ドルです。確かに、どちらもブルーム オートメーションの機械の何分の 1 の精度で動作するわけではありませんが、3 つのシステムすべてが依然としてハンド トリマーよりも効率的です。

ゴワ氏は、ブルーム・オートメーションの目標、そしてより利他的な世界ではオートメーション全体の目標は、人間に取って代わることではなく、「退屈、汚い、または危険な」仕事をより良い仕事に置き換えることだと述べた。同氏は、自動化が植物学者や整備員に取って代わるのではなく、退屈な低賃金の仕事に取って代わると考えている。トリミングの傾向としては、最低賃金の仕事業界では、最低賃金かポンドあたり数百ドルを支払います。カリフォルニアでは、によると、トリミングの平均賃金は時給約 16 ドルです。確かに, ただし、一部のブランドでは 1 時間あたり最大 39 ドルを支払います。ゴワ氏は、トリミングの仕事がいつかトリミング機械の技術者の仕事になり、給与が上がり、複雑な機械を操作するための労働者を訓練できるようになることを期待している。

「私がいつも守ってきた信条は、退屈な仕事、汚い仕事、危険な仕事はすべてロボットがこなすというものでした」とゴワ氏は語った。 「私にとって大麻はかなり退屈で汚いもので、クレイジーな機械を使用すると、一部の人々にとっては危険です...私たちはすでに世に出ているこれらの機械を複製しようとしているわけではありません。しかし、私たちは、ハイエンド製品。」

大麻産業のより良い自動化に関しては、既存の製品を改良することよりも、新しく革新的な製品に対する需要が少なくなります。 16 週間の栽培サイクル全体にわたって光と湿度の調整を事前に設定できる制御システムや、在庫をより適切に追跡するために収穫計画と製品の配布の両方を行う単一のソフトウェアなどの小さな変更も、機械と同じくらい需要があります。さらなる合法化により新進気鋭の業界の拡大が見込まれており、自動化が成長する余地は十分にあります。

しかし今のところ、ロボットが雑草を引き継ぐことはないだろう。