DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).1.206-212
Occupational Safety in the Operation of Agro-Robots in Crop Production
About the Authors
Oleksii Derkach, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: addsau@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5537-8022
Dmytro Makarenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: flymakd@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-3166-6249
Svitlana Dmytriuk, Senior Teacher, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: DvitreukSveta60@ukr.net, ORCID ID: 0009-0005-2097-0797
Volodymyr Horobets, Doctor in Technics (Doctor of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: , ORCID ID:
Oleksandr Livitskyi, PhD in Technics (Candidate of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: , ORCID ID:
Denys Dyachenko, post-graduate, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: deniskasviskas4@gmail.com, ORCID ID: 0009-0006-3362-4399
Abstract
This paper provides an analysis of the current state of occupational safety in the operation of unmanned mobile autonomous platforms. It demonstrates that, to date, no specific occupational safety measures have been developed in Ukraine for working with such platforms. The paper also outlines key occupational safety requirements for the operation of unmanned mobile autonomous platforms.
The article asserts that agricultural robots are expected to be implemented in Ukraine in the future. An analysis of occupational safety issues has revealed that, even within the European Union, no standardized regulations for the safe operation of agricultural robots currently exist. It has been established that Ukraine also lacks legislative initiatives to regulate the use of agricultural robots in production settings. A review of the existing literature shows that while some publications address the challenges associated with the safe operation of agricultural robots, no proposals or recommendations have been developed or implemented.
Using the example of the OMNiPower agricultural robot, the paper demonstrates one of five hazardous incidents where the machine deviated from its planned trajectory due to the loss of a GPS signal. The authors propose measures to regulate the operation of agricultural robots in the event of GPS signal loss. Based on their research, they identify the key criteria necessary for developing guidelines and regulations for the safe operation of agricultural robots in Ukraine. The paper concludes with a summary of these findings.
The implementation of agro-robots is currently hindered by the absence of standardized regulations and a unified legal framework. It is expected that the European Union will not develop the relevant standards before 2027. The paper highlights that safety initiatives presented in scientific and popular articles have not been formalized into legislation, and there are no clearly defined criteria for assessing the safe operation of agro-robots. It is demonstrated that the operation of agro-robots involves direct hazards, such as unintended deviations from the planned trajectory. The following criteria are proposed to justify occupational safety requirements: a safe operational distance of the agro-robot from residential areas, mandatory operation within the coverage area of an RTK station, and the use of optical and wave-based detection systems for identifying foreign objects in the robot's path.
Keywords
labor protection, unmanned mobile autonomous platform, GPS navigation, agricultural robot, labor safety criteria
Full Text:
PDF
References
1. IAS "Agrarii razom". (2025, February 15). John Deere announced the release of an autonomous tractor. Agrarii razom. http://agrarii-razom.com.ua [in Ukrainian].
2. Traktorist.ua. (2025, February 15). Autonomous tractors. When will they hit the field? Traktorist.ua. http://traktorist.ua [in Ukrainian].
3. Claas.com. (2025, February 15). Digital solutions from CLAAS. Claas.com. http://claas.com [in Ukrainian].
4. SuperAgronom.com. (n.d.). Autonomous machines are not yet able to replace conventional tractors – research. SuperAgronom.com. http://superagronom.com [in Ukrainian].
5. Kis, O. V., Mishniov, D. V., Antoshchenkov, R. V., & Antoshchenkov, V. M. (2022). Autonomous tractors for agriculture. In Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Automobile Transport in the Agricultural Sector: Design, Design, and Technological Operation" (pp. 168-171). DBTU. [in Ukrainian].
6. Kis, O. V., Smetana, A. Yu., Antoshchenkov, R. V., & Antoshchenkov, V. M. (2023). Autonomous tractors: Development prospects. In Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Automobile Transport in the Agricultural Sector: Design, Design, and Technological Operation" (pp. 325-328). DBTU. [in Ukrainian].
7. IAS "Agrarii razom". (2025, February 15). Autonomous robotics stimulates initiatives to ensure agricultural safety. Agrarii razom. https://agrarii-razom.com.ua/news-agro/avtonomna-robototehnika-stimulyue-iniciativi-shodo-zabezpechennya-bezpeki-silskogo [in Ukrainian].
8. SuperAgronom.com. (2025, February 15). Robots will not be able to replace current agricultural machinery anytime soon – research. The uncertainty of safety regulations is a significant obstacle to the introduction of autonomous machines in agriculture – research. SuperAgronom.com. https://superagronom.com/news/19311-roboti-ne-zmojut-nayblijchim-chasom-zaminiti-ninishni-silskogospodarski-mashini--doslidjennya [in Ukrainian].
9. SeeDotRun.com. (2025, February 15). Internal Training: HRI and Manual Operation of Dot Power Platform. SeeDotRun.com. http://www.SeeDotRun.com [in English].
10. SeeDotRun.com. (2019). DOT operator’s manual. Farming Reimagined. http://www.seedotrun.com [in English].
11. Aulin, V.V., Golub, D.V. & Agaponenko, M.I. (2018). Rozrobka kryteriiu vdoskonalennia systemy tekhnichnoi ekspluatatsii zasobiv transportu z vrakhuvanniam neobkhidnoi diahnostychnoi informatsii. [Development of criteria for improving the system of technical operation of means of transport, taking into account the necessary diagnostic information]. Naukovi notatky : mizhvuz. zb. Scientific notes: an interuniversity collection, 62, 17-20 [in Ukrainian].
12. Aulin, V. V., & Holub, D. V. (2023). Justification of the mechanism for the functioning of the mechatronic system of car windshield wipers. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 7(38), 167–176. Kropyvnytskyi: CNTU [in Ukrainian].
13. Aulin, V. V., Holub, D. V., & Zamurenko, A. S. (2023). Development of a mathematical model of the mechatronic module of the steering system for heavy trucks. In Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference on Reliability and Efficiency of Machines, Processes and Systems (pp. 9–11) . Kropyvnytskyi: Ministry of Education and Science of Ukraine, Central Ukrainian National Technical University. [in Ukrainian].
14. Holub, D. V., & Aulin, V. V. (2024). Mathematical model for improving the quality of management of the mechatronic climate control system in a car cabin. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 9(40), 186–197. Kropyvnytskyi: CNTU. [in Ukrainian].
15. Myhal, V. D. (2018). Intelligent systems in technical operation of vehicles (Monograph). Kharkiv: Maidan. [in Ukrainian].
Citations
1. John Deere анонсував випуск безпілотного трактора. ІАС "Аграрії разом". URL: http://agrarii-razom.com.ua (дата звернення 15.02.2025).
2. Безпілотні трактори. Коли вихід в поле? Traktorist.ua. URL: http://traktorist.ua (дата звернення: 15.02.2025).
3. Цифрові рішення від CLAAS. Claas.com. URL: http://claas.com (дата звернення 15.02.2025).
4. Безпілотні машини поки що не здатні замінити звичайний трактор – дослідження. SuperAgronom.com. URL: http://superagronom.com (дата звернення: [вказати дату]).
5. Кісь О.В., Мішньов Д.В., Антощенков Р.В., Антощенков В.М. (2022). Безпілотні трактори для сільського господарства. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Автомобільний транспорт в аграрному секторі: проєктування, дизайн та технологічна експлуатація». Харків: ДБТУ, с. 168-171.
6. Кісь О.В., Сметана А.Ю., Антощенков Р.В., Антощенков В.М. (2023). Безпілотні трактори: перспективи розвитку. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Автомобільний транспорт в аграрному секторі: проєктування, дизайн та технологічна експлуатація». Харків: ДБТУ, с. 325-328.
7. Автономна робототехніка стимулює ініціативи щодо забезпечення безпеки сільського господарства. Аграрії разом. URL: https://agrarii-razom.com.ua/news-agro/avtonomna-robototehnika-stimulyue-iniciativi-shodo-zabezpechennya-bezpeki-silskogo (дата звернення 15.02.2025).
8. Роботи не зможуть найближчим часом замінити нинішні сільськогосподарські машини – дослідження. Значною перешкодою для впровадження безпілотних машин в агро є невизначеність щодо правил безпеки — дослідження. SuperAgronom.com. URL: https://superagronom.com/news/19311-roboti-ne-zmojut-nayblijchim-chasom-zaminiti-ninishni-silskogospodarski-mashini--doslidjennya (дата звернення 15.02.2025).
9. Internal Training: HRI and Manual operation of Dot Power Platform. SeeDotRun.com. URL: http://www.SeeDotRun.com (дата звернення 15.02.2025).
10. DOT operator’s manual 2019. Farming Reimagined. SeeDotRun.com. URL: http://www.seedotrun.com (дата звернення 15.02.2025).
11. Аулін В.В., Голуб Д.В., Агапоненко М.І. Розробка критерію вдосконалення системи технічної експлуатації засобів транспорту з врахуванням необхідної діагностичної інформації. Наукові нотатки : міжвуз. зб. 2018. №62. С.17-20.
12. Аулін В.В., Голуб Д.В. Обґрунтування механізму функціонування мехатронної системи склоочищення автомобіля. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2023. Вип. 7(38). Ч.1. С. 167-176.
13. Аулін В.В., Голуб Д.В., Замуренко А.С. Розробка математичної моделі мехатронного модуля системи рульового управління вантажних автомобілів. Підвищення надійності і ефективності машин, процесів і систем: V Міжнар. наук.-практ. конф., 19-21 квіт. 2023 р., м. Кропивницький: матеріали конф. / М-во освіти і науки України, Центральноукраїню нац. техн. ун-тЮ каф. експлуатації та ремонту машин. Кропивницький : ЦНТУ, 2023. С.9-11.
14. Голуб Д.В., Аулін В.В. Матемавтична модель підвищення якості управління мехатронною системою мікроклімату салону автомобіля. Кропивницький: ЦНТУ, Вип. 9(40). Ч.2, 2024. С.186-197.
15. Мигаль В.Д. Інтелектуальні системи в технічній експлуатації автомобілів: монографія. Харків: Майдан, 2018. 262 с.
Copyright (c) 2025 Oleksii Derkach, Dmytro Makarenko, Svitlana Dmytriuk, Volodymyr Horobets, Oleksandr Livitskyi, Denys Dyachenko
Occupational Safety in the Operation of Agro-Robots in Crop Production
About the Authors
Oleksii Derkach, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: addsau@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5537-8022
Dmytro Makarenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: flymakd@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-3166-6249
Svitlana Dmytriuk, Senior Teacher, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: DvitreukSveta60@ukr.net, ORCID ID: 0009-0005-2097-0797
Volodymyr Horobets, Doctor in Technics (Doctor of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: , ORCID ID:
Oleksandr Livitskyi, PhD in Technics (Candidate of Technical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine , e-mail: , ORCID ID:
Denys Dyachenko, post-graduate, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: deniskasviskas4@gmail.com, ORCID ID: 0009-0006-3362-4399
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. IAS "Agrarii razom". (2025, February 15). John Deere announced the release of an autonomous tractor. Agrarii razom. http://agrarii-razom.com.ua [in Ukrainian].
2. Traktorist.ua. (2025, February 15). Autonomous tractors. When will they hit the field? Traktorist.ua. http://traktorist.ua [in Ukrainian].
3. Claas.com. (2025, February 15). Digital solutions from CLAAS. Claas.com. http://claas.com [in Ukrainian].
4. SuperAgronom.com. (n.d.). Autonomous machines are not yet able to replace conventional tractors – research. SuperAgronom.com. http://superagronom.com [in Ukrainian].
5. Kis, O. V., Mishniov, D. V., Antoshchenkov, R. V., & Antoshchenkov, V. M. (2022). Autonomous tractors for agriculture. In Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Automobile Transport in the Agricultural Sector: Design, Design, and Technological Operation" (pp. 168-171). DBTU. [in Ukrainian].
6. Kis, O. V., Smetana, A. Yu., Antoshchenkov, R. V., & Antoshchenkov, V. M. (2023). Autonomous tractors: Development prospects. In Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Automobile Transport in the Agricultural Sector: Design, Design, and Technological Operation" (pp. 325-328). DBTU. [in Ukrainian].
7. IAS "Agrarii razom". (2025, February 15). Autonomous robotics stimulates initiatives to ensure agricultural safety. Agrarii razom. https://agrarii-razom.com.ua/news-agro/avtonomna-robototehnika-stimulyue-iniciativi-shodo-zabezpechennya-bezpeki-silskogo [in Ukrainian].
8. SuperAgronom.com. (2025, February 15). Robots will not be able to replace current agricultural machinery anytime soon – research. The uncertainty of safety regulations is a significant obstacle to the introduction of autonomous machines in agriculture – research. SuperAgronom.com. https://superagronom.com/news/19311-roboti-ne-zmojut-nayblijchim-chasom-zaminiti-ninishni-silskogospodarski-mashini--doslidjennya [in Ukrainian].
9. SeeDotRun.com. (2025, February 15). Internal Training: HRI and Manual Operation of Dot Power Platform. SeeDotRun.com. http://www.SeeDotRun.com [in English].
10. SeeDotRun.com. (2019). DOT operator’s manual. Farming Reimagined. http://www.seedotrun.com [in English].
11. Aulin, V.V., Golub, D.V. & Agaponenko, M.I. (2018). Rozrobka kryteriiu vdoskonalennia systemy tekhnichnoi ekspluatatsii zasobiv transportu z vrakhuvanniam neobkhidnoi diahnostychnoi informatsii. [Development of criteria for improving the system of technical operation of means of transport, taking into account the necessary diagnostic information]. Naukovi notatky : mizhvuz. zb. Scientific notes: an interuniversity collection, 62, 17-20 [in Ukrainian].
12. Aulin, V. V., & Holub, D. V. (2023). Justification of the mechanism for the functioning of the mechatronic system of car windshield wipers. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 7(38), 167–176. Kropyvnytskyi: CNTU [in Ukrainian].
13. Aulin, V. V., Holub, D. V., & Zamurenko, A. S. (2023). Development of a mathematical model of the mechatronic module of the steering system for heavy trucks. In Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference on Reliability and Efficiency of Machines, Processes and Systems (pp. 9–11) . Kropyvnytskyi: Ministry of Education and Science of Ukraine, Central Ukrainian National Technical University. [in Ukrainian].
14. Holub, D. V., & Aulin, V. V. (2024). Mathematical model for improving the quality of management of the mechatronic climate control system in a car cabin. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences, 9(40), 186–197. Kropyvnytskyi: CNTU. [in Ukrainian].
15. Myhal, V. D. (2018). Intelligent systems in technical operation of vehicles (Monograph). Kharkiv: Maidan. [in Ukrainian].
Citations
1. John Deere анонсував випуск безпілотного трактора. ІАС "Аграрії разом". URL: http://agrarii-razom.com.ua (дата звернення 15.02.2025).
2. Безпілотні трактори. Коли вихід в поле? Traktorist.ua. URL: http://traktorist.ua (дата звернення: 15.02.2025).
3. Цифрові рішення від CLAAS. Claas.com. URL: http://claas.com (дата звернення 15.02.2025).
4. Безпілотні машини поки що не здатні замінити звичайний трактор – дослідження. SuperAgronom.com. URL: http://superagronom.com (дата звернення: [вказати дату]).
5. Кісь О.В., Мішньов Д.В., Антощенков Р.В., Антощенков В.М. (2022). Безпілотні трактори для сільського господарства. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Автомобільний транспорт в аграрному секторі: проєктування, дизайн та технологічна експлуатація». Харків: ДБТУ, с. 168-171.
6. Кісь О.В., Сметана А.Ю., Антощенков Р.В., Антощенков В.М. (2023). Безпілотні трактори: перспективи розвитку. Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції «Автомобільний транспорт в аграрному секторі: проєктування, дизайн та технологічна експлуатація». Харків: ДБТУ, с. 325-328.
7. Автономна робототехніка стимулює ініціативи щодо забезпечення безпеки сільського господарства. Аграрії разом. URL: https://agrarii-razom.com.ua/news-agro/avtonomna-robototehnika-stimulyue-iniciativi-shodo-zabezpechennya-bezpeki-silskogo (дата звернення 15.02.2025).
8. Роботи не зможуть найближчим часом замінити нинішні сільськогосподарські машини – дослідження. Значною перешкодою для впровадження безпілотних машин в агро є невизначеність щодо правил безпеки — дослідження. SuperAgronom.com. URL: https://superagronom.com/news/19311-roboti-ne-zmojut-nayblijchim-chasom-zaminiti-ninishni-silskogospodarski-mashini--doslidjennya (дата звернення 15.02.2025).
9. Internal Training: HRI and Manual operation of Dot Power Platform. SeeDotRun.com. URL: http://www.SeeDotRun.com (дата звернення 15.02.2025).
10. DOT operator’s manual 2019. Farming Reimagined. SeeDotRun.com. URL: http://www.seedotrun.com (дата звернення 15.02.2025).
11. Аулін В.В., Голуб Д.В., Агапоненко М.І. Розробка критерію вдосконалення системи технічної експлуатації засобів транспорту з врахуванням необхідної діагностичної інформації. Наукові нотатки : міжвуз. зб. 2018. №62. С.17-20.
12. Аулін В.В., Голуб Д.В. Обґрунтування механізму функціонування мехатронної системи склоочищення автомобіля. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2023. Вип. 7(38). Ч.1. С. 167-176.
13. Аулін В.В., Голуб Д.В., Замуренко А.С. Розробка математичної моделі мехатронного модуля системи рульового управління вантажних автомобілів. Підвищення надійності і ефективності машин, процесів і систем: V Міжнар. наук.-практ. конф., 19-21 квіт. 2023 р., м. Кропивницький: матеріали конф. / М-во освіти і науки України, Центральноукраїню нац. техн. ун-тЮ каф. експлуатації та ремонту машин. Кропивницький : ЦНТУ, 2023. С.9-11.
14. Голуб Д.В., Аулін В.В. Матемавтична модель підвищення якості управління мехатронною системою мікроклімату салону автомобіля. Кропивницький: ЦНТУ, Вип. 9(40). Ч.2, 2024. С.186-197.
15. Мигаль В.Д. Інтелектуальні системи в технічній експлуатації автомобілів: монографія. Харків: Майдан, 2018. 262 с.