工業型農業であれ、小規模な個人農家であれ、農業のすべては収穫量にかかっています。1エーカーあたりの生産量はその年の成否を左右し、マクロレベルで見れば世界市場に影響を与え、人道危機につながる可能性もあります。農業は既に圃場単位で行われていますが、デイビッド・ドーハウト氏は農業をさらに精密なものにしたいと考えています。つまり、植物ごとに、種子ごとに最適化された農業です。
これほど精密で膨大な作業量をこなせるのは一体誰でしょうか？もちろん、プロスペロという名の小型六脚ロボットです。
ドーハウト氏は現在バイオテクノロジー業界で働いていますが、ここ数年の彼のサイドプロジェクトであり情熱を注いでいるのはロボット工学です。より大規模なロボット農業システムのテストプラットフォームとして開発されたProsperoは、最終的にはゲーム理論と群行動アルゴリズムを実行し、特定の畑の耕作地を隅々まで最適化する、植え付け、世話、収穫を行うロボット群の一つに過ぎません。ドーハウト氏はこのビジョンを追求するために自身の会社Dorhout R&Dを設立し、より大きなロボット革命が進むにつれて、農家が再び技術革命の最前線に立つようになることを期待しています。
「歴史を振り返ると、農業はちょっと古風な感じがします」とドルハウト氏は言う。「でも、アイオワ州の農場で育った私は、農業はテクノロジーを導入する最後の産業の一つではなく、むしろ最も早く導入した産業の一つだと気づきました。」
ドーハウト氏は、ディーゼルエンジン、現代統計学、遺伝子工学といった、今では当たり前のものとなっている技術の起源を、共通の動機、つまりより多く、より良質な食料を安定的に生産したいというニーズに遡ると指摘する。進行中のロボット革命は、既に農業にも影響を与えている。自動運転でGPSを搭載したトラクターが自律的に土地を耕作し、既存の農業機械もますますコンピューター化・自動化が進んでいる。今では、一人の農家が年間1,000エーカー（約450ヘクタール）以上の農地を管理できるようになり、より大型で高性能な農機具を用いて生産性を向上させている。
しかし、ドルハウト氏にとって、既存の農業技術のコンピュータ化と集約化を同時に進めることは、あまり意味をなさない。農業技術の発展の歴史を辿れば、常に個々の農家の生産量を増やすことに重点が置かれてきた。大型トラクターは、一人の人間がより短い時間でより広い面積をカバーできることを意味し、巨大な灌漑装置は、一人の農家が大量の植物に水を供給できることを意味する。しかし、ドルハウト氏によると、未来はまさにその逆の方向、つまりより小型で、よりスマートで、よりハンズフリーな方向へと進むことになるという。
「私が提案しているのは、機械を爆発的に増やすということです。1台の機械ではなく、数百台、いや、1台の大きな機械ではなく、多数の小さなロボットを使うのです」とドルハウト氏は言います。以前は人間が機械を操作しなければならなかったため、機械の数（と規模）が減れば、操作に必要な人間の数も減りました。今では、マイクロコンピューターのコスト低下により、独立して、あるいは連携して動作する多数の機械に知能を分散させることができます。このような技術は、1エーカーごと、あるいは畑ごとではなく、植物ごとに意思決定を行うという、新しい農業パラダイムにつながる可能性があります。このようなシステムは、無駄をほぼゼロにまで削減し、1エーカーあたりの収穫量を飛躍的に向上させる可能性があります。Prosperoは、ドルハウト氏がこのビジョンを実現するための第一歩です。
Prosperoは、他の同一ロボットと群れをなして動作するように設計された、単独のプロトタイプ植栽ロボットです（ドルハウト氏の正式な教育は、昆虫の生物学と行動学が中心でした）。平均的な農家が実際に使用し、メンテナンスできるものを作るために、ドルハウト氏はシンプルさと低コストを追求。彼は、Parallaxマイクロコントローラーを搭載したBoe-Botと呼ばれる市販のロボットプラットフォームからProsperoを構築しました。彼によると、これは基本的に8ドル程度の小さなロボットの頭脳です。彼は、Prosperoが体を回転させずにあらゆる方向に移動できる高度な歩行プログラムを記述しました。腹部に搭載されたセンサーアレイ（LED、フォトレジスタなど）に加え、種子ホッパーや肥料散布装置などのその他の拡張機能がハードウェアを構成しています。
こうして完成したのが、ややぎこちないながらも親しみやすい外観の農機具ロボットです。周囲のロボットと微弱な無線信号で通信できます。GPSや複雑なコンピュータービジョンアルゴリズムは不要で、真下にあるものだけを、この非常に小さな窓を通して見ることができます。下（またはすぐ近く）の土壌に種が植えられていないことを検知すると、最適な深さまで穴を掘り、種を植え、事前にプログラムされた適切な量の肥料と栄養剤を散布し、種を覆い、他のロボットが同じ土壌の上を歩いた際に検知できる「ペイント」でその場所に印を付けます。
群れの中のロボットは皆、これを同時に行っています。ロボットは、既に種が植えられている場所を通過すると、そのまま進みます。そうでなければ、種を植えます。1 台のロボットが、種がほとんど植えられていない広い土地に遭遇した場合、他のロボットに助けを求める合図を送ることができます。既に種が密集していると思われる場所に遭遇した場合、近くのロボットにそこから離れるように指示することができます。各ロボットは他のロボットの正確な位置を知る必要がないため、このような分散型ロボットの運用を困難にする可能性のある多くの処理とデータ処理が削減されます。それでも、畑全体に種が植えられます。必ずしも一列に一列に植えられるわけではありませんが、種間隔が最適化され、無駄な空間、肥料、そして人的労力が最小限に抑えられます。
「この群集技術はシンプルでありながら、非常に複雑な行動を起こせるので気に入っています」とドルハウト氏は言う。複雑な技術や高価なロボット部品を必要としないため、近い将来、農家が実際に利用し、さらには改良できるものになるだろう。「彼らはそれを適応させるでしょう。それが重要なのです」と彼は言う。「彼らはまさに元祖ハッカーです。彼らがそれをさらに良くしてくれるでしょう。」
Prosperoはまだ最初の一歩に過ぎず、しかも非常に初期段階です。ドルハウト氏自身も、次の段階がどのように形作られるのか確信が持てていません。彼は、Prosperoのような植栽ロボットが他の専門ロボットと連携して働く姿を思い描いています。例えば、24時間体制で作物を管理し、害虫や病気を監視・駆除し、土壌の状態と水分を最適な状態に保つことができるテンダーロボット、そして、収穫時期が来た作物を一つずつ収穫する収穫ロボットなどです。収穫時期が早すぎたり遅すぎたりすることで、常に収穫量の一部が失われる今日の大量収穫方式に取って代わります。もちろん、これらすべてを単一のロボットシステムに統合し、植栽から収穫まですべてを処理することが目標です。おそらく、システム全体を監視・統制する羊飼いロボットのような存在を中心に構築され、農家が必要に応じて指示を出すことができるでしょう。結局のところ、ここでの目標は、人間の農家をシステムから排除することではなく、増加する世界人口の需要に対応できる現代農業を実現することです。それが実現するには、農業はよりスマートにならなければなりません。
「トラクターの椅子に座っているだけでは、頭を使う作業はできません」とドルハウト氏は言う。「ロボットの群れがあれば、文字通り1平方フィート単位の生産性向上に集中できます。これで全ての問題が解決するわけではありませんが、問題が解決するまでの間、少しの余裕が生まれるのは間違いありません。」
