DETROIT (Reuters) – Společnost John Deere & Co v úterý uvedla, že letos zahájí komerční dodávky technologie, která umožňuje traktoru obdělávat pole bez operátora v kabině, což je první pro předního severoamerického výrobce traktorů po letech úsilí o automatizaci zemědělských prací.
Deere plánuje maloobjemový start v letošním roce s dodáním systémů pro 12 až 20 strojů a následným rozšiřováním, řekl agentuře Reuters Jahmy Hindman, technologický ředitel společnosti Deere. Společnost zvažuje, zda technologii prodat, pronajmout nebo nabídnout farmářům v rámci balíčku předplatného, který by mohl umožnit upgrady s vývojem hardwaru a softwaru, řekl. Kamery a počítače pro automatizované zpracování půdy lze nainstalovat na stávající traktor a kultivátor za den, řekl Hindman.
Deere a další výrobci zařízení, jako je Caterpillar, hodně investovali do technologie pro automatizaci terénních vozidel, jako jsou zemědělské traktory a těžební stroje. V zemědělském sektoru je hledání pracovníků pro obsluhu traktorů chronickým problémem, který pandemie ještě zhoršila.
Pro průmysl zemědělských strojů je komerční uvedení Deere významným krokem na cestě, která probíhá již téměř dvě desetiletí, počínaje používáním satelitního určování polohy a později hands-free ovládáním s řidičem stále v kabině. Deere testuje plně autonomní traktory tři až čtyři roky, řekl Hindman.
Zatímco automatizované traktory se nemusejí potýkat s chodci, chaosem městského provozu nebo bezpečnostními předpisy na dálnicích, Hindman řekl, že samořídící traktory musí umět přesně navigovat, vyhýbat se překážkám a přesně ovládat zařízení, jako je kormidlo. Počáteční automatizované traktory Deere budou používat stereo kamery v přední a zadní části a mohou odesílat snímky toho, co kamery vidí, prostřednictvím aplikace pro chytré telefony farmáři nebo operátorovi zařízení. Obsluha může odvézt traktor na pole, přejet po obrazovce chytrého telefonu a stroj se rozjede po naprogramované dráze.
Počítačový systém vidění traktoru bude monitorovat kultivátor, který bude mít na stopkách nainstalovaná zrcátka, která stírají strniště rostlin do země. Pokud jedna ze stopek narazí na kámen a zvedne se, změna odrazu od zrcadla bude viditelná pro vzdáleného operátora. Deere pracuje na automatizaci dalších operací na farmě, přičemž dalším cílem automatizace je pravděpodobně postřik, řekl Hindman.
Traktory, které se samy řídí, nejsou žádnou novinkou Farmář z Minnesoty Doug Nimz. Před čtyřmi lety ale John Deere přivezl na svou kukuřičnou a sójovou farmu o rozloze 2,000 akrů zcela nový druh stroje. Tento traktor se nejen uměl sám řídit, ale také nepotřeboval k ovládání ani farmáře v kabině.
Ukázalo se, že stroj vážící 44,000 XNUMX liber byl prvním plně autonomním traktorem John Deere a Nimz byl jedním z prvních lidí na světě, kteří jej vyzkoušeli. Jeho farma sloužila jako testovací místo, které umožnilo inženýrům John Deere provádět v posledních několika letech neustálé změny a vylepšení. V úterý mohl zbytek světa vidět hotový traktor jako středobod společnosti CES 2022 tisková konference.
„Chvíli to trvá, než se dostanete do pohody, protože… zaprvé jste tak nějak ohromeni, když to sledujete,“ řekl Nimz, který se jednoho větrného říjnového odpoledne popsal jako „velmi, velmi zaujatý“, ale také „trochu podezřelý“. “ autonomní technologie před použitím stroje John Deere na jeho farmě. „Když jsem to skutečně viděl jezdit… řekl jsem: ‚No, bože, tohle se opravdu stane. Tohle opravdu bude fungovat.“
Vznik plně autonomního zemědělského vybavení nabízí zvrat do stoletého zápasu mezi člověkem a strojem. Vzestup automatizace ve všem, od továren na automobily až po obchody se smíšeným zbožím Amazon Go, vyvolal obavy, že roboti nakonec zničí miliony pracovních míst. Ale ve farmářské zemi, kde je nedostatek pracovníků a mladí lidé se stěhují do měst, může být autonomie jediným způsobem, jak zajistit, aby se vypěstovalo dostatek potravin, které by uživily svět.
Spíše než podezřelý Nimz nyní touží po tom, aby se autonomie dostala v podstatě do všech částí farmářských operací. "Prostě mi to hodně usnadní život," řekl. Brzy jsem si prohlédl traktor v akci v říjnu v Blue Earth v Minnesotě – a dokonce jsem jel, když stroj obdělával Nimzovo pole. Traktor je „způsob, jak udělat práci pokaždé včas a na vysoké úrovni kvality,“ Jahmy Hindman, technologický ředitel společnosti Deere & Co., řekl během mé návštěvy v Minnesotě. "Vyrábí se to 20 let."
Jízda sólo
John Deere není prvním výrobcem zemědělské techniky, který vyvinul autonomní traktor. Ale jako světový výrobce zemědělské techniky č. 2 je jedním z nejpozoruhodnějších. Její typické zelené traktory jsou všudypřítomné po celé zemědělské zemi a společnost si získala mladé fanoušky svými řadami oděvů a hraček.
CES 2022 je čtvrtým ročníkem veletrhu John Deere na technologickém veletrhu v Las Vegas, jehož snahou je předvést pokročilou technologii svých strojů novému publiku. Spíše než vytvoření zbrusu nového stroje společnost odhalila zařízení, které lze přidat k oblíbeným traktorům 8R 410 pro plnou autonomii. Dvě krabice – jedna na přední straně a druhá na zadní straně – obsahují celkem 12 stereo kamer a GPU Nvidia, které umožňují farmáři ovládat stroj ze smartphonu, spouštět jej stisknutím tlačítka a sledovat živé video. stroj se pohybuje po poli.
Traktory John Deere byli schopni se řídit po dvě desetiletí — stejně jako farmář stále sedí za volantem. Díky této skutečnosti je přechod na plně autonomní traktor pro farmáře méně náročný než pro někoho, kdo strávil posledních 20 let řízením Hondy Civic. Zatímco John Deere může být populární, také se potýkal s řadou problémů. V listopadu asi 10,000 XNUMX odborářů ukončilo pětitýdenní stávku, která jim přinesla lepší platy a výhody.
Jednou z pokračující kritiky traktorů John Deere je cena a nový autonomní systém nebude levný. Běžný traktor 8R a dlátový pluh 2430 přijdou farmáře zpět na více než 500,000 10 dolarů. John Deere bude zpočátku pronajímat traktory s již přidaným autonomním vybavením, ale při setkání CNET se společností ještě neurčil cenu za přidání autonomního vybavení. Hindman řekl, že by to bylo „významné“ – až 50,000 % celkových nákladů na vybavení, nebo až XNUMX XNUMX USD. To může vadit některým farmářům, z nichž mnozí jsou již podrážděni tím, že John Deere odmítl nechat je opravit si vlastní drahé traktory.
Zpočátku bude nový traktorový systém schopen pouze obdělávat pole, což je proces převracení země, aby se do půdy vrátily živiny z nedávno sklizených plodin. Někteří farmáři – v časové tísni a nedostatku pracovníků – tento proces přeskakují, ale to je činí více závislými na chemikáliích, které jim pomáhají růst plodin. Společnost John Deere doufá, že automatizací zpracování půdy odstraní jednu odpovědnost z dlouhých seznamů povinností zemědělců. A pokud se při zpracování půdy něco pokazí se samořídícím traktorem, má výrobce čas problém vyřešit před jarní výsadbou. John Deere to považuje za nejjednodušší automatizaci.
Zemědělci se „dožadují“ „stále více a více,“ řekla Deanna Kovar, viceprezidentka pro výrobu a přesné zemědělské systémy ve společnosti John Deere. "Jen se snaží přijít na to, jak mohou udělat více práce bez člověka na sedadle."
Ne znovuobjevovat kolo
Cesta John Deere k autonomii začala před desítkami let. V polovině 1990. let zavedla satelitní GPS v traktorech pomáhat zemědělcům s precizním zemědělstvím, což je schopnost získat přehled o tom, co se děje v půdě, aby bylo možné efektivněji využívat plyn, hnojiva a semena. O deset let později se přijímače GPS StarFire společnosti Deere staly dostatečně přesnými, aby umožnily traktorům řídit se samy.
John Deere začal s 8R, protože je to nejoblíbenější řádkový traktor na plodiny a už „byl téměř připraven na autonomii,“ řekl Joe Liefer, senior produktový manažer autonomie ve společnosti John Deere. „Už jsme měli možnost elektronicky ovládat hydraulické a mechanické funkce traktoru, což je nutné pro dálkové ovládání,“ řekl. Letošním plánem je umožnit omezenému počtu farmářů využívat autonomní systém. Během počátečního zavádění pronajme Deere plný traktor a dlátový pluh přibližně 10 až 50 výrobcům, kteří mají na svých farmách stabilní připojení k internetu a mají zájem tuto technologii využívat.
Později společnost Deere umožní farmářům přivézt si vlastní traktory, které budou dovybaveny autonomní technologií. Plánuje podporovat traktory za poslední tři roky a možná nakonec podporovat starší stroje, řekl Hindman. Vzhledem k tomu, že traktory John Deere disponují samořídící technologií již desítky let, je poměrně snadné je nakonfigurovat tak, aby byly plně autonomní. Instalace zařízení a testování stroje zabere jen asi den, než si jej farmář může vzít domů k použití na poli, řekl Kovar.
„Dodatečné vybavení části stávajícího vozového parku zařízení, které tam je… znamená, že více zemědělců to může využít… dříve,“ řekla.
Technika uvnitř
Většina testovaných autonomních vozů používá a hloubkové čidlo zvané lidar, zatímco Tesla využívá řadu kamer, senzorů a radarů. John Deere však věří, že stereokamery jsou cestou, jak dostat samořídící technologii do co nejvíce oborů. Jeho autonomní stroj má 12 takových kamer.
Aby bylo 8R autonomní, namontuje John Deere na přední část traktoru modul stereo kamery a další modul na zadní část. Každý modul má tři páry odolných stereo kamer, které v podstatě fungují jako lidské oči. Snímky shromažďují oba a jsou pak kombinovány, aby pomohly stroji lokalizovat potenciální překážky, které jsou ve vzdálenosti mezi 45 a 90 stopami. „Stejně jako, řekněme, váš iPhone pouze pořizuje více snímků a spojuje je dohromady pro... tak vysoký dynamický rozsah, i my zde používáme stejný typ technologie, abychom skutečně porozuměli kontrastu a světu kolem nás,“ řekl Liefer.
Zatímco stereokamery fungují pro současný autonomní traktor John Deere, může v budoucnu využívat lidar, radar, ultrazvuk a další technologie pro obtížnější úkoly, jako je práce na stojících plodinách, řekl Hindman. Abych získal nějakou tu chytrost, Johne Deere získala technologický startup se sídlem v Silicon Valley s názvem Bear Flag Robotics za 250 milionů dolarů v srpnu. "Problém vnímání v zemědělství je opravdu těžký," řekl Hindman. "[A] nejtěžším technickým problémem pro nás z hlediska vnímání je pravděpodobně stojící obilí."
Stabilní mobilní připojení je předpokladem pro použití autonomního systému v terénu. Pokud traktor ztratí svůj mobilní signál, zastaví se a nenastartuje, dokud znovu nenaváže spojení a neobdrží od farmáře OK prostřednictvím aplikace. Uvnitř stroje nainstaloval John Deere několik způsobů, jak zastavit a ručně ovládat traktor, včetně plynu a normálních brzd. Farmář může také uchopit volant a převzít řízení stroje.
Traktor lze stále používat manuálně pro jiné úkoly, nejen pro autonomní operace, a kabina nevypadá jinak. Kvůli těmto změnám na samotném stroji nemůže zemědělec snadno přemístit autonomní modul z jednoho traktoru do druhého. Kromě redundantních brzd zabudoval John Deere do systému další zabezpečení. Data, která jsou sdílena mezi traktorem a chytrým telefonem, jsou šifrována na obou koncích a společnost zabudovala zabezpečení do softwaru na strojích. Traktor má na palubě také redundantní systémy, které zajišťují přítomnost kamer a signálu GPS. Pokud se přepnou do režimu offline, traktor se zastaví.
Vyhýbání se překážkám
Na začátku měla autonomní technologie John Deere problémy se stíny. A listy. A skvrny špíny, které měly jinou barvu než ostatní. Všichni spustili traktor, aby zastavil a vyslal výstrahu o překážkách. Ale technologie je nyní v bodě, kde je falešná chybovost nízká, řekl Hindman. Aby se zabránilo falešným upozorněním na překážky, autonomní 8R John Deere běží s neustále rozsvícenými světly – což je na farmě neobvyklý pohled.
Ponechání světla neustále rozsvícené „učiní prostředí, které pořizujeme, konzistentnějším během dne a v průběhu času,“ řekl Hindman. A traktor ve skutečnosti funguje lépe v noci než ve dne, protože v obrazových datech je podle něj větší kontrast. John Deere má pracovníky tele-podpory se sídlem v USA, kteří zkoumají upozornění na překážky z traktoru. Pokud pracovníci zjistí, že jde o něco drobného, jako je listí, které odfouklo přes cestu, nechají stroj obnovit provoz, aniž by farmáře obtěžovali.
Pokud traktor narazí na něco jako velký kámen, zastaví se, protože kámen by se mohl zaseknout v nářadí na zpracování půdy. Traktor vyšle farmáři upozornění s obrázkem překážky. John Deere vybudoval schopnost traktoru objíždět tyto překážky, takže farmář nemusí kvůli každé záležitosti chodit na pole. "Abychom se ujistili, že nejsme zákazníkovi na obtíž, budeme mít podporu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, která říká: 'OK, stroj se zastavil a něco viděl'," řekl Kovář. "Je pro nás bezpečné začít znovu?"
Testování v reálném světě
Nimz testuje autonomní zařízení John Deere na své farmě už čtyři roky, ale stále jezdí po poli, kde traktor sám jezdí, jen aby se divil, že to vlastně funguje, aniž by kdokoli v kabině. Vyskočil z kombajnu, aby si se mnou promluvil, než rychle pokračoval v práci. Následující den se očekávala bouřka, která by mu zabránila pokračovat ve sklizni. Farmáři se snaží stihnout co nejvíce práce před deštěm, protože nevědí, kdy se mohou vrátit na pole.
Ačkoli Nimz musí přestat pracovat, když se příliš setmí, jeho autonomní 8R nemá stejný problém. Místo toho může běžet celou noc, takže orba bude hotová, než se špína změní v bláto. „Chcete udělat tolik práce, kolik můžete, [ale] požádat zaměstnance, aby [pracoval pozdě v noci po dlouhém dni], je těžké,“ řekl Nimz. „Autonomní traktor to dokáže. … Není to žádný problém. Je to jedno. Takže ho můžete uvolnit a nechat ho pracovat 24 hodin denně, abyste se dostali před počasí.“
Vzhledem k možnosti farmařit více hodin denně společnost Nimz očekává, že bude moci zakoupit menší vybavení. Trendem v zemědělství je používat stále větší zařízení a traktory k pokrytí co největšího prostoru v co nejkratším čase. A 36řádkový sazeč může dát do země více semen najednou než a 12řádkový sazeč. Ale nákup menšího vybavení umožňuje zemědělcům, jako je Nimz, ušetřit peníze a je také lepší pro půdu. Protože jsou stroje lehčí, méně zhutňují půdu.
Více než cokoli jiného očekává, že mu jeho autonomní traktor a pluh – stejně jako budoucí produkty John Deere – usnadní život. Pokud stroj běží a on nemá jinou práci, bude si moci dát přestávku na oběd, místo aby jedl sendvič v traktoru. "Takové maličkosti něco znamenají," řekl Nimz. "Jsou to věci, které... jsem si myslel, že budu muset... odejít do důchodu, abych si to užil."
Nedostatek pracovních sil
Největší výhodou autonomních traktorů je umožnit farmářům vykonávat dvě práce najednou. Odvětví má nedostatek pracovních sil, což ztěžuje pěstitelům vše vyřídit na jejich farmách v krátkém čase. Pokud zemědělec nestihne výsadbu včas, nebude mít na podzim sklizeň. Pokud nedostane úrodu natrhanou před mrazem a sněhem, o sklizeň přijde.
Práce na farmě jsou sezónní a během sázení a sklizně je třeba věnovat dlouhé hodiny dalším pracovníkům. V roce 2019 byla podle New American Economy více než polovina všech najatých zemědělských dělníků – zhruba 450,000 2 lidí – imigranti. Ale imigrační politika USA ztěžuje nalezení dostatečného množství pracovníků a zemědělské vízum H-XNUMXA je pro mnoho amerických pěstitelů drahé, uvedl think tank. "Farmáři se často obávají, že najdou dostatek pracovníků, protože se zdá, že jen málo Američanů je ochotných přijmout ty nejobtížnější a nejobtížnější práce na farmě," uvedla New American Economy.
Většina populace žije ve městech a farmáři v USA stárnou, průměrný věk se blíží 60. Farmáři budou muset v roce 10 uživit 2050 miliard lidí s menším počtem dělníků a bez více orné půdy, řekl Hindman. Autonomie by mohla pomoci zaplnit tuto mezeru. Automatizace více úkolů na farmě by mohla eliminovat pracovní místa, která kdysi obsazovali lidé. Nimz například řekl, že až jeden z jeho pracovníků odejde do důchodu, pravděpodobně nepřijme někoho nového.
"Ten chlap, který je se mnou 36 let, nemusím nahradit," řekl. "Traktor zaujme jeho místo." John Deere však očekává, že většina farmářů bude tyto pracovníky nasazovat na jiné úkoly na farmě, než aby prořezávali zaměstnance. Autonomie „není hrozbou,“ řekl Hindman. "Je to skutečně způsob, jakým vyřešíme nedostatek pracovních sil, abychom mohli pokračovat v pěstování potravin, které svět potřebuje."
Přejetím můžete řídit
Klíčovou součástí procesu autonomie je chytrý telefon. Společnost John Deere navrhla systém tak, aby byl ovládán telefony iPhone a Android prostřednictvím své stávající aplikace Operation Center. Farmářům s novými samořídícími systémy se zobrazí další karta, která obsahuje funkce autonomie.
Uvnitř aplikace farmáři přejetím nastartují vozidlo a stisknutím tlačítka pozastaví operace. Aplikace jim sdělí, kolik paliva zbývá, jak dlouho stroj běží a jak dlouho je nečinný. Mohou vidět překážky v sekci „Události“ a vyvolat – a přiblížit – video z těchto 12 stereo kamer. Jedním z úkolů, které traktor sám nezvládne, je doplňování paliva, které se musí provádět každých osm hodin. Tlačítko „Go To“ v aplikaci Operation Center může přimět traktor, aby zamířil do přednastaveného cíle na poli, aby mohl doplnit palivo, podobně jako se robotický vysavač vrátí do své nabíjecí stanice.
Zatímco pěstitelé mohou ovládat traktor ze svého telefony a restartovat jej po zjištění překážky, musí být fyzicky u stroje, když jej v daný den poprvé spustí. Během počátečního nastavení musí farmář zmapovat hranici kolem pole a kolem bariér, podobně jako při nastavování VR headsetu. To lze provést ručním řízením traktoru nebo použitím John Deere Gator (malé terénní užitkové vozidlo), které je propojeno s mapovací technologií společnosti.
Vždy zapnutá podpora
Dnes John Deere neúčtuje servisní poplatky za své funkce GPS nebo jiné funkce uvnitř svých strojů. Není ale jisté, zda tak učiní pro autonomii. A společnost zatím neurčila, jak bude řešit modernizace a další logistiku. Zemědělci drží své traktory desítky let. Ale technologie používaná k tomu, aby byly stroje autonomní, bude zastaralá mnohem dříve.
„Musíme přijít se správným obchodním modelem, který umožní pěstitelům využít rostoucí úrovně technologie, zvyšující se vylepšení schopností kamer a výpočetního a vnímacího systému, aniž by museli vyměňovat traktor pokaždé, když chtějí. udělej to,“ řekl Hindman. V prvních letech autonomie John Deere očekává, že aktualizace a změny přijdou velmi rychle. Zatímco začíná s obděláváním půdy, plánuje „nabídnout nové modely s novými typy plodin, s novými kusy vybavení, s novým nářadím pro traktory... s poměrně rychlou kadenci,“ řekl Hindman.
John Deere říká, že technici jeho prodejců budou schopni opravit složité problémy s autonomními systémy. A zemědělci budou moci provádět některé opravy sami, jako je kabeláž kabelů držících podvěsy k traktoru nebo upevnění držáků, které drží senzory. Kromě zpracování půdy se John Deere podívá na další úkoly prováděné traktory, jako je jarní zpracování půdy a kultivace. A v budoucnu John Deere plánuje rozšířit autonomii v podstatě na každý úkol, který stroj na farmě vykonává, od setí až po sklizeň.
"Nepřijdou všichni ve stejnou dobu," řekl Hindman. "Takže tam bude část operací na farmě, kterou zemědělec stále dělá... v kabině traktoru a obsluhuje traktor jako dnes." Farmáři budou i nadále používat 8R jako běžný traktor a budoucí autonomní aktualizace mohou být zavedeny na stejný stroj prostřednictvím hardwarových a softwarových doplňků. To umožní zemědělcům používat traktor pro více než jeden autonomní úkol.
Dostat se do bodu, kdy jsou všechny části zemědělství automatizované, pravděpodobně nastane „dříve, než si kdokoli myslí,“ řekl Hindman. „Kdybych byl zády ke zdi, řekl bych vám, že za 10 let nebo méně uvidíme autonomii v celém produkčním systému.“ Stroje John Deere zatím pomohou zemědělcům připravit jejich pole na příští sezonu – a já uvidím, jaké to je z kabiny samořídícího traktoru.
Vyrůstal jsem na farmě na venkově v Iowě, jel jsem se svým tátou v kombajnech mnohokrát a vyzkoušel jsem stroje John Deere, které se řídí samy. Ale zážitek sedět za volantem masivního stroje, který se zcela sám řídí, lze popsat pouze jedním slovem: divoký. Právě se chystám na vyjížďku. Každý pohyb stroje je automatizován a monitorován chytrým telefonem, což umožňuje Nimzovi sklízet kukuřici, zatímco traktor obdělává svá pole. Když se stroj blíží ke konci „přejezdu“, jednoho úseku po poli, skoro zapomenu, že sedím za volantem.
Když konečně opouštím stroj na kraji pole, prázdný traktor pokračuje v cestě a táhne za sebou pluh. Déšť začne padat a čeká nás spousta práce.