DETROIT (Reuters) – Družba John Deere & Co je v torek sporočila, da bo letos začela komercialno dobavljati tehnologijo, ki traktorju omogoča obdelavo polja brez upravljavca v kabini, kar je prvič za vodilnega severnoameriškega proizvajalca traktorjev po letih prizadevanj za avtomatizacijo kmetijskega dela.
Deere načrtuje Letos je bila lansirana z majhnim obsegom, ki zagotavlja sisteme za 12 do 20 strojev, nato pa se poveča, je za Reuters povedal Jahmy Hindman, glavni tehnološki direktor Deere. Podjetje tehta, ali naj tehnologijo proda, jo da v zakup ali ponudi kmetom v naročniškem paketu, ki bi lahko omogočil nadgradnje z razvojem strojne in programske opreme, je dejal. Kamere in računalnike za avtomatsko obdelovanje je mogoče namestiti na obstoječ traktor in frezo v enem dnevu, je dejal Hindman.
Deere in drugi proizvajalci opreme, kot je Caterpillar, so veliko vlagali v tehnologijo za avtomatizacijo terenskih vozil, kot so kmetijski traktorji in rudarski stroji. V kmetijskem sektorju je iskanje delavcev za upravljanje traktorjev kronična težava, ki se je zaradi pandemije še bolj zaostrila.
Za industrijo kmetijske opreme je komercialno lansiranje Deere pomemben korak na poti, ki poteka že skoraj dve desetletji, začenši z uporabo satelitskega določanja položaja in pozneje prostoročnega delovanja z voznikom, ki je še vedno v kabini. Deere že tri do štiri leta preizkuša popolnoma avtonomne traktorje, je dejal Hindman.
Medtem ko se avtomatiziranim traktorjem ni treba spopadati s pešci, kaosom mestnega prometa ali varnostnimi predpisi na avtocesti, je Hindman dejal, da morajo biti samovozeči traktorji sposobni natančno krmariti, se izogibati oviram in natančno nadzorovati opremo, kot je ročica. Začetni avtomatizirani traktorji Deere bodo uporabljali stereo kamere spredaj in zadaj ter lahko kmetu ali upravljavcu opreme pošiljali slike tega, kar kamere vidijo prek aplikacije za pametne telefone. Upravljavec lahko odpelje traktor na polje, podrsne po zaslonu pametnega telefona in stroj se bo zagnal po programirani poti.
Računalniški vidni sistem traktorja bo spremljal ročico, ki bo imela na stebrih nameščena ogledala, ki v tla vstavljajo strnišče rastlin. Če ena od stekel udari v kamen in se prevrne, bo sprememba odseva od ogledala vidna oddaljenemu operaterju. Deere dela na avtomatizaciji drugih kmetijskih dejavnosti, pri čemer je verjetno naslednji cilj avtomatizacije škropljenje, je dejal Hindman.
Traktorji, ki sami krmilijo, niso nič novega Kmet iz Minnesote Doug Nimz. Toda pred štirimi leti je John Deere na svojo kmetijo za koruzo in sojo, veliko 2,000 hektarjev, prinesel povsem novo vrsto strojev. Ta traktor ni mogel samo krmiliti, ampak tudi ni potreboval kmeta v kabini, da bi ga upravljal.
Izkazalo se je, da je bil 44,000-kilogramski stroj prvi popolnoma avtonomni traktor John Deere, Nimz pa je bil eden prvih ljudi na svetu, ki ga je preizkusil. Njegova kmetija je služila kot poligon za testiranje, ki je inženirjem John Deere v zadnjih nekaj letih omogočila nenehne spremembe in izboljšave. V torek je preostali svet videl dokončan traktor kot osrednji del podjetja CES 2022 tiskovna konferenca.
"Traja nekaj časa, da se počutiš udobno, ker … najprej si čisto presenečen, ko to gledaš," je dejal Nimz, ki se je v vetrovnem oktobrskem popoldnevu opisal kot "zelo, zelo zainteresiranega", a tudi "malo sumljivega ” avtonomne tehnologije pred uporabo stroja John Deere na svoji kmetiji. »Ko sem dejansko videl, da vozi … sem rekel: 'No, bog, to se bo res zgodilo. To bo res delovalo."
Pojav popolnoma avtonomne kmetijske opreme ponuja preobrat v stoletje starem tekmovanju med človekom in strojem. Vzpon avtomatizacije v vsem, od tovarn avtomobilov do trgovin Amazon Go, je sprožil strah, da bodo roboti sčasoma izbrisali milijone delovnih mest. Toda v kmečkih deželah, kjer delavcev primanjkuje in se mlajši ljudje selijo v mesta, je avtonomija morda edini način za zagotovitev pridelave dovolj hrane za prehranjevanje sveta.
Namesto sumničav, Nimz si zdaj želi, da bi avtonomija prišla v bistvu v vse dele kmetijskega delovanja. "To mi bo samo zelo olajšalo življenje," je dejal. Oktobra v Blue Earthu v Minnesoti sem zgodaj pogledal traktor v akciji – in se celo vozil, ko je stroj obdeloval Nimzovo polje. Traktor je "način, da delo opravite pravočasno, vsakič in ga opravite na visoki ravni kakovosti," Jahmy Hindman, vodja tehnologije za Deere & Co., je dejal med mojim obiskom v Minnesoti. "Nastaja je 20 let."
Jahanje solo
John Deere ni prvi proizvajalec kmetijske opreme, ki je razvil avtonomni traktor. Toda kot drugi proizvajalec kmetijske opreme na svetu je eden najbolj opaznih. Njegovi značilni zeleni traktorji so povsod prisotni po kmetijskih državah, podjetje pa je mlade oboževalce osvojilo s svojimi linijami traktorjev za oblačila in igrače.
CES 2022 zaznamuje četrto leto John Deere na tehnološki razstavi v Las Vegasu, prizadevanju podjetja, da novemu občinstvu pokaže napredno tehnologijo v svojih strojih. Namesto da bi ustvarili popolnoma nov stroj, je podjetje predstavilo opremo, ki jo je mogoče dodati priljubljenim traktorjem 8R 410 za popolno avtonomijo. Dve škatli – ena spredaj in druga zadaj – vsebujeta skupaj 12 stereo kamer in grafični procesor Nvidia, ki omogočata kmetu nadzor nad strojem s pametnega telefona, ki ga zažene s potegom gumba in gleda video v živo kot stroj se premika po polju.
Traktorji John Deere so se že dve desetletji sposobni krmiliti — ko kmet še vedno sedi za volanom. Zaradi tega je prehod na popolnoma avtonomni traktor za kmeta manj naporen kot za nekoga, ki je zadnjih 20 let vozil Hondo Civic. Čeprav je John Deere morda priljubljen, se je soočil tudi s svojim deležem težav. Novembra je približno 10,000 sindikalnih delavcev končalo pettedensko stavko, ki jim je prinesla boljše plačilo in ugodnosti.
Ena stalna kritika traktorjev John Deere je cena in novi avtonomni sistem ne bo poceni. Običajni traktor 8R in dleto 2430 bosta kmetu povrnila več kot 500,000 $. John Deere bo sprva dajal v najem traktorje z že dodano avtonomno opremo, vendar ob srečanju CNET s podjetjem še ni določil cene za dodajanje avtonomne opreme. Hindman je dejal, da bi bilo to "pomembno" - kar 10 % skupnih stroškov opreme ali celo 50,000 $. To lahko moti nekatere kmete, med katerimi so mnogi že razdraženi zaradi zavrnitve John Deereja, da jim dovoli popravilo lastnih dragih traktorjev.
Sprva bo novi traktorski sistem lahko samo obdeloval polja, kar je proces obračanja zemlje, da se hranila iz nedavno pobranih pridelkov vrnejo v tla. Nekateri kmetje – v stiski s časom in pomanjkanjem delavcev – ta proces preskočijo, vendar so zaradi tega bolj odvisni od kemikalij, ki pomagajo pri rasti svojih pridelkov. Z avtomatizacijo obdelave tal John Deere upa, da bo kmetom odvzel eno odgovornost z dolgih seznamov dolžnosti. In pri obdelavi tal, če pride kaj narobe s samovozečim traktorjem, ima proizvajalec čas, da odpravi težavo pred spomladansko sajenjem. John Deere meni, da je to najpreprostejša naloga za avtomatizacijo.
Kmetje "hrepejo" za "več in več," je dejala Deanna Kovar, podpredsednica proizvodnih in natančnih proizvodnih sistemov kmetijske proizvodnje pri John Deere. "Samo želijo ugotoviti, kako lahko opravijo več dela brez človeka na sedežu."
Brez ponovnega izumljanja kolesa
Pot do avtonomije John Deere se je začela pred desetletji. Sredi devetdesetih let prejšnjega stoletja se je predstavila satelitski GPS v traktorjih za pomoč kmetom pri natančnem kmetijstvu, ki je zmožnost pridobivanja vpogleda v dogajanje v tleh, da bi postali učinkovitejši s plinom, gnojili in semeni. Desetletje pozneje so Deerejevi GPS sprejemniki StarFire postali dovolj natančni, da so traktorjem omogočili, da se sami krmilijo.
John Deere je začel z 8R, ker je to najbolj priljubljen medvrstni traktor v podjetju, in je že "bil skoraj pripravljen za avtonomijo," je povedal Joe Liefer, višji produktni vodja avtonomije pri John Deere. "Imeli smo že možnost elektronskega nadzora hidravlike in mehanskih funkcij traktorja, kar je potrebno za daljinsko upravljanje," je dejal. Letos načrtujejo uporabo avtonomnega sistema omejenemu številu kmetov. Med začetno uvedbo bo Deere izposodil celoten traktor in dleto približno 10 do 50 proizvajalcem, ki imajo na svojih kmetijah stalno internetno povezavo in jih zanima uporaba tehnologije.
Pozneje bo Deere kmetom dovolil, da pripeljejo svoje traktorje, ki jih bodo naknadno opremili z avtonomno tehnologijo. Načrtuje, da bo podpiral vsaj zadnja tri leta traktorje in lahko sčasoma podpira starejše stroje, je dejal Hindman. Ker imajo traktorji John Deere že desetletja samovozečo tehnologijo, je njihova konfiguracija tako, da so popolnoma avtonomni, razmeroma enostavna. Namestitev opreme in testiranje stroja bo trajalo le približno en dan, preden ga bo kmet lahko odnesel domov za uporabo na polju, je dejal Kovar.
"Nadgradnja na delu obstoječe flote opreme, ki je tam ... pomeni, da jo lahko izkoristi več kmetov ... prej," je dejala.
Tehnika v notranjosti
Večina avtonomnih avtomobilov, ki se testirajo, uporablja a senzor globine, imenovan lidar, medtem ko Tesla uporablja vrsto kamer, senzorjev in radarjev. John Deere pa meni, da so stereo kamere način, da se tehnologija samovozeče spelje na čim več področij. Njegov avtonomni stroj ima 12 takšnih kamer.
Da bi bil 8R avtonomen, John Deere na sprednji del traktorja namesti podstavek za stereo kamero in na zadnji del traktorja. Vsaka enota ima tri pare robustnih stereo kamer, ki v bistvu delujejo kot človeške oči. Slike zbereta oba in jih nato združita, da bi stroju pomagali najti morebitne ovire, ki so oddaljene od 45 do 90 metrov. "Tako kot, recimo, vaš iPhone samo posname več slik in jih združi za ... ta visok dinamični razpon, tukaj uporabljamo isto vrsto tehnologije, da resnično razumemo kontrast in svet okoli nas," je dejal Liefer.
Medtem ko stereo kamere delujejo za trenutni avtonomni traktor John Deere, lahko ta uporablja lidar, radar, ultrazvočno in druge tehnologije za težje naloge v prihodnosti, kot je delovanje na stoječih posevkih, je dejal Hindman. Da bi pridobil nekaj teh pameti, John Deere pridobil ag tech startup iz Silicijeve doline avgusta imenovan Bear Flag Robotics za 250 milijonov dolarjev. "Problem dojemanja v kmetijstvu je res težak," je dejal Hindman. "[In] najtežja tehnična težava za nas z vidika zaznave je verjetno stoječi pridelek."
Stalna mobilna povezljivost je predpogoj za uporabo avtonomnega sistema na terenu. Če traktor izgubi signal celice, se bo ustavil in se ne bo ponovno zagnal, dokler ponovno ne vzpostavi povezave in od kmeta prek aplikacije prejme v redu. V notranjosti stroja je John Deere namestil več načinov za zaustavitev in ročni nadzor traktorja, vključno s plinom in običajnimi zavorami. Kmet lahko tudi zgrabi volan, da prevzame upravljanje stroja.
Traktor je še vedno mogoče ročno uporabljati za druge naloge, ne samo za avtonomne operacije, in kabina ni videti nič drugače. Zaradi teh sprememb, ki so bile narejene na samem stroju, kmet ne more zlahka premakniti avtonomnega stroka z enega traktorja na drugega. Poleg odvečnih zavor je John Deere v sistem vgradil še drugo varnost. Podatki, ki si jih delita traktor in pametni telefon, so šifrirani na obeh koncih, podjetje pa je varnost vgradilo v programsko opremo na strojih. Traktor ima na krovu tudi redundantne sisteme, ki zagotavljajo, da so kamere in signal GPS prisotni. Če te izklopijo, se bo traktor ustavil.
Izogibanje oviram
Na začetku je imela avtonomna tehnologija John Deere težave s sencami. In zapusti. In zaplate umazanije, ki so bile drugačne barve kot druge. Vsi so sprožili traktor, da se je ustavil in poslal opozorilo o ovirah. Toda tehnologija je zdaj na točki, kjer je stopnja lažnih napak nizka, je dejal Hindman. Da bi se izognili lažnim opozorilom na ovire, avtonomni 8R John Deere ves čas teče z prižganimi lučmi – nenavaden prizor na kmetiji.
Če pustite luči prižgane ves čas, "naredi okolje, ki ga posnamemo, bolj dosledno čez dan in skozi čas," je dejal Hindman. In traktor dejansko deluje bolje ponoči kot podnevi, ker je v slikovnih podatkih več kontrasta, je dejal. John Deere ima osebje za podporo na daljavo s sedežem v ZDA, ki preučuje opozorila o ovirah s traktorja. Če delavci ugotovijo, da gre za nekaj manjšega, kot je listje, ki je pihalo čez pot, bodo pustili, da stroj nadaljuje z delovanjem, ne da bi motili kmeta.
Če traktor naleti na veliko skalo, se bo ustavil, ker bi se skala lahko zataknila v orodje za obdelavo tal. Traktor kmetu pošlje potisno obvestilo s sliko ovire. John Deere je vgradil možnost, da traktor obišče te ovire, tako da kmetu ni treba priti na polje za vsako težavo. "Da ne bomo motili stranki, bomo imeli podporo 24 ur na dan, vse dni v tednu, ki pravi: 'V redu, stroj se je ustavil in je nekaj videl,'," je dejal Kovar. "Ali je varno, da začnemo znova?"
Preskušanje v resničnem svetu
Nimz že štiri leta na svoji kmetiji preizkuša avtonomno opremo John Deere, a se še vedno vozi mimo polja, kjer traktor teče sam, samo zato, da bi se čudil, da dejansko deluje brez nikogar v kabini. Preden je hitro nadaljeval z delom, je skočil iz svojega kombajna, da bi se pogovoril z mano. Naslednji dan je bilo pričakovati neurje, ki bi mu preprečilo nadaljevanje trgatve. Kmetje si prizadevajo opraviti čim več dela pred dežjem, saj ne vedo, kdaj se lahko vrnejo na polje.
Čeprav mora Nimz prenehati z delom, ko postane preveč temno, njegov avtonomni 8R nima enakih težav. Namesto tega lahko teče vso noč in opravi obdelavo, preden se umazanija spremeni v blato. "Želiš opraviti čim več dela, [vendar] je težko prositi zaposlenega, da [po dolgem dnevu dela pozno ponoči]," je dejal Nimz. »To zmore avtonomni traktor. … Ni problema. To je vseeno. Tako ga lahko sprostite in pustite, da deluje 24 ur na dan, da boste pred vremenom."
Zaradi sposobnosti kmetovanja več ur na dan, Nimz pričakuje, da bo lahko kupil manjšo opremo. Trend v kmetijstvu je bil uporaba vedno večje opreme in traktorjev, da bi v najkrajšem času pokrili čim več zemlje. A 36-vrstna sejalnica lahko dajo več semen v zemljo naenkrat kot a 12-vrstna sejalnica. Toda nakup manjše opreme kmetom, kot je Nimz, omogoča prihranek denarja in je tudi boljši za tla. Ker so stroji lažji, manj stiskajo zemljo.
Bolj kot karkoli drugega pričakuje, da mu bodo njegov avtonomni traktor in plug – kot tudi prihodnji izdelki John Deere – olajšali življenje. Če stroj deluje in nima drugega dela, si bo lahko privoščil odmor za kosilo, namesto da bi pojedel sendvič v svojem traktorju. "Takšne malenkosti nekaj pomenijo," je dejal Nimz. "To so stvari, za katere sem mislil, da se bom moral ... upokojiti, da bom užival."
Pomanjkanje delovne sile
Največja prednost avtonomnih traktorjev je, da kmetje lahko opravljajo dve nalogi hkrati. V industriji primanjkuje delovne sile, zaradi česar pridelovalci težko opravijo vse na svojih kmetijah v kratkem času. Če kmet ne opravi sajenja pravočasno, ne bo imel pridelka, ki bi ga lahko pospravil jeseni. Če pridelkov ne pobere pred zmrzaljo in snegom, bo letina izgubljena.
Kmetijsko delo je sezonsko, pri čemer so potrebni dodatni delavci za dolge ure med sajenjem in žetvijo. Leta 2019 je bila več kot polovica vseh najetih kmečkih delavcev - približno 450,000 ljudi - priseljencev, poroča New American Economy. Toda ameriška politika priseljevanja otežuje iskanje dovolj delavcev, kmetijski vizum H-2A pa je drag za številne ameriške pridelovalce, pravi možganski trust. "Kmetje pogosto skrbi, da bi našli dovolj delavcev, saj se zdi le malo Američanov pripravljenih prevzeti najtežja in fizična kmetijska dela," pravi New American Economy.
Večina prebivalstva živi v mestih, kmetje v ZDA pa se starajo, povprečna starost pa se približuje 60. Kmetje bodo morali leta 10 nahraniti 2050 milijard ljudi z manj delavci in brez več obdelovalne zemlje, je dejal Hindman. Avtonomija bi lahko pomagala zapolniti to vrzel. Avtomatizacija več nalog na kmetiji bi lahko odpravila delovna mesta, ki so jih nekoč zasedali ljudje. Nimz je na primer dejal, da ko se eden od njegovih delavcev upokoji, verjetno ne bo zaposlil nekoga novega.
"Fanta, ki je z mano že 36 let, mi ni treba zamenjati," je dejal. "Traktor bo zasedel njegovo mesto." Toda John Deere pričakuje, da bo večina kmetov te delavce napotila na druge naloge na kmetiji, namesto da bi zmanjšala zaposlene. Avtonomija "ni grožnja," je dejal Hindman. "To je res [način], na katerega bomo rešili pomanjkanje delovne sile, da bi še naprej pridelovali hrano, ki jo svet potrebuje."
Povlecite za vožnjo
Ključni del procesa avtonomije je pametni telefon. John Deere je sistem zasnoval tako, da ga upravljajo telefoni iPhone in Android prek obstoječe aplikacije Operation Center. Za kmete z novimi samovozečimi sistemi se bo prikazal dodaten zavihek, ki vsebuje funkcije avtonomije.
V aplikaciji kmetje potegnejo, da zaženejo vozilo, in pritisnejo gumb, da začasno ustavijo postopke. Aplikacija jim pove, koliko goriva je ostalo, koliko časa je stroj deloval in koliko časa je bil v prostem teku. V razdelku »Dogodki« lahko vidijo ovire in prikažejo – in povečajo – video iz teh 12 stereo kamer. Ena naloga, ki je traktor ne zmore sam, je dolivanje goriva, ki se mora zgoditi vsakih osem ur. Gumb »Pojdi na« v aplikaciji Operation Center lahko spodbudi traktor, da se odpravi na vnaprej določen cilj na polju, da ga lahko natočimo z gorivom, podobno kot se bo robotski sesalnik vrnil na svojo polnilno postajo.
Medtem ko lahko pridelovalci upravljajo traktor iz svojih telefoni in ga znova zaženite, ko je prepoznana ovira, morajo biti fizično ob stroju, ko ga prvič zaženejo ta dan. Med začetno nastavitvijo mora kmet preslikati mejo okoli polja in okoli ovir, podobno kot pri nastavitvi VR slušalk. To je mogoče storiti z ročno vožnjo traktorja ali z uporabo John Deere Gatorja (majhno terensko vozilo), ki je povezano s tehnologijo kartiranja podjetja.
Vedno vklopljena podpora
Danes John Deere ne zaračunava storitev za svoje zmogljivosti GPS ali druge funkcije v svojih strojih. Ni pa prepričano, ali bo to storil zaradi avtonomije. In podjetje še ni določilo, kako bo obravnavalo nadgradnje in drugo logistiko. Kmetje že desetletja držijo svoje traktorje. Toda tehnologija, ki se uporablja za avtonomnost strojev, bo zastarela veliko prej.
»Izmisliti moramo pravi poslovni model, ki pridelovalcem omogoča, da izkoristijo vse večjo raven tehnologije, povečane izboljšave zmogljivosti kamer ter računalništva in sistema zaznavanja, ne da bi morali traktor zamenjati vsakič, ko želijo. naredi to,« je rekel Hindman. V prvih letih avtonomije John Deere pričakuje, da bodo posodobitve in spremembe prišle zelo hitro. Medtem ko se začenja z obdelavo tal, načrtuje "ponuditi nove modele z novimi vrstami pridelkov, z novimi kosi opreme, z novimi priključki za traktor ... v dokaj hitri kadenci," je dejal Hindman.
John Deere pravi, da bodo tehniki v njegovih zastopnicah lahko odpravili zapletene težave z avtonomnimi sistemi. Kmetje bodo lahko nekaj popravil opravili sami, na primer na traktor napeljali pasove, ki držijo stroke, ali pritrdili nosilce, ki držijo senzorje. Poleg obdelave tal bo John Deere preučil tudi druge naloge, ki jih opravljajo traktorji, kot sta spomladanska obdelava tal in kultivacija. V prihodnosti John Deere načrtuje razširitev avtonomije na skoraj vsako nalogo, ki jo stroj opravlja na kmetiji, od sajenja do žetve.
"Ne bodo vsi prišli hkrati," je dejal Hindman. "Torej bo del operacije na kmetiji, ki jo kmet še vedno opravlja ... v kabini traktorja, ki bo upravljal traktor kot danes." Kmetje bodo še naprej uporabljali 8R kot običajen traktor, prihodnje avtonomne posodobitve pa bodo lahko uvedli na isti stroj z dodatki strojne in programske opreme. To bo kmetom omogočilo uporabo traktorja za več kot eno avtonomno opravilo.
Do točke, ko bodo vsi deli kmetijstva avtomatizirani, se bo verjetno zgodilo "prej, kot si kdorkoli misli," je dejal Hindman. "Če bi bil moj hrbet ob zidu, bi vam rekel, da bomo čez 10 let ali manj videli avtonomijo v celotnem proizvodnem sistemu." Za zdaj bodo stroji John Deere kmetom pomagali pripraviti svoja polja za naslednjo sadilno sezono — in vidim, kako je iz kabine samovozečega traktorja.
Ko sem odraščal na kmetiji v podeželski Iowi, sem se z očetom več desetkrat vozil v kombajnah in preveril stroje John Deere, ki sami krmilijo. A izkušnjo sedenja za volanom masivnega stroja, ki se popolnoma poganja, lahko opišemo le z eno besedo: divje. Sem samo zraven za vožnjo. Vsak premik stroja je avtomatiziran in nadzorovan s pametnega telefona, kar omogoča, da Nimz obdeluje koruzo, medtem ko traktor obdeluje svoja polja. Ko se stroj približuje koncu »prevoza«, enega raztežaja po polju, skoraj pozabim, da sedim za volanom.
Ko končno izstopim iz stroja na robu polja, prazen traktor nadaljuje svojo pot in za seboj vleče plug. Dež bo kmalu začel padati, dela pa je še veliko.