DETROIT (Reuters) – John Deere & Co ha dichiarato martedì che quest'anno avvierà la consegna commerciale della tecnologia che consente a un trattore di arare un campo senza un operatore in cabina, una novità per il principale produttore di trattori nordamericano dopo anni di sforzi per automatizzare il lavoro agricolo.
Deere piani un lancio a basso volume quest'anno che fornisce sistemi da 12 a 20 macchine e poi si amplia, ha detto a Reuters Jahmy Hindman, chief technology officer di Deere. La società sta valutando se vendere la tecnologia, noleggiarla o offrirla agli agricoltori in un pacchetto di abbonamento che potrebbe consentire aggiornamenti man mano che hardware e software si evolvono, ha affermato. Le telecamere e i computer per la lavorazione automatizzata possono essere installati su un trattore esistente e su una macchina del timone in un giorno, ha affermato Hindman.
Deere e altri produttori di attrezzature come Caterpillar hanno investito molto nella tecnologia per automatizzare i veicoli fuoristrada come i trattori agricoli e le macchine da miniera. Nel settore agricolo, trovare lavoratori per azionare i trattori è un problema cronico reso più acuto dalla pandemia.
Per il settore delle macchine agricole, il lancio commerciale di Deere è un passo significativo in un viaggio in corso da quasi due decenni, che inizia con l'uso del posizionamento satellitare e successivamente con il funzionamento a mani libere con un autista ancora in cabina. Deere ha testato trattori completamente autonomi per tre o quattro anni, ha affermato Hindman.
Mentre i trattori automatizzati non devono fare i conti con i pedoni, il caos del traffico urbano o le norme di sicurezza autostradali, Hindman ha affermato che i trattori a guida autonoma devono essere in grado di navigare con precisione, evitare ostacoli e controllare con precisione attrezzature come un timone. I primi trattori automatizzati di Deere utilizzeranno telecamere stereo nella parte anteriore e posteriore e potranno inviare immagini di ciò che le telecamere vedono tramite un'app per smartphone a un agricoltore o a un operatore di attrezzature. L'operatore può portare il trattore in un campo, scorrere lo schermo dello smartphone e la macchina partirà su un percorso programmato.
Il sistema di visione computerizzato del trattore monitorerà la motozappa, che avrà degli specchi installati sui gambi che sbatteranno le stoppie nel terreno. Se uno dei gambi colpisce una roccia e si ribalta, il cambiamento nel riflesso dello specchio sarà visibile a un operatore remoto. Deere sta lavorando per automatizzare altre operazioni agricole, con l'irrorazione probabilmente il prossimo obiettivo per l'automazione, ha affermato Hindman.
I trattori che si guidano da soli non sono una novità L'agricoltore del Minnesota Doug Nimz. Ma poi, quattro anni fa, John Deere ha portato un nuovo tipo di macchina nella sua fattoria di mais e soia di 2,000 acri. Quel trattore non solo poteva sterzare da solo, ma non aveva nemmeno bisogno di un agricoltore in cabina per azionarlo.
Si scopre che la macchina da 44,000 libbre è stata il primo trattore completamente autonomo di John Deere e Nimz è stata una delle prime persone al mondo a provarla. La sua fattoria è servita da banco di prova che ha permesso agli ingegneri di John Deere di apportare continue modifiche e miglioramenti negli ultimi anni. Martedì, il resto del mondo ha potuto vedere il trattore finito come il pezzo forte dell'azienda CES 2022 conferenza stampa.
"Ci vuole un po' per mettersi a proprio agio perché... prima di tutto, sei solo un po' stupito solo a guardarlo", ha detto Nimz, che in un ventoso pomeriggio di ottobre si è descritto come "molto, molto interessato" ma anche "un po' sospettoso". ” di tecnologia autonoma prima di utilizzare la macchina di John Deere nella sua azienda agricola. “Quando l'ho visto guidare davvero … ho detto: 'Bene, cavolo, questo accadrà davvero. Funzionerà davvero.'”
L'emergere di attrezzature agricole completamente autonome offre una svolta al secolare conflitto tra uomo e macchina. L'aumento dell'automazione in tutto, dalle fabbriche di automobili ai minimarket di Amazon Go, ha suscitato il timore che i robot alla fine cancelleranno milioni di posti di lavoro. Ma nelle campagne, dove i lavoratori scarseggiano e i giovani si trasferiscono nelle città, l'autonomia può essere l'unico modo per garantire che venga coltivato abbastanza cibo per sfamare il mondo.
Piuttosto che sospettoso, Nimz ora desidera che l'autonomia arrivi essenzialmente a tutte le parti delle operazioni agricole. "Mi renderà la vita molto più semplice", ha detto. Ho dato una prima occhiata al trattore in azione a ottobre a Blue Earth, nel Minnesota, e ho persino guidato mentre la macchina coltivava il campo di Nimz. Il trattore è un "modo per portare a termine il lavoro in tempo, ogni volta e con un alto livello di qualità", Jahmy Hindman, chief technology officer di Deere & Co., ha detto durante la mia visita in Minnesota. "Sono 20 anni di lavoro".
Cavalcando da solo
John Deere non è il primo produttore di attrezzature agricole a sviluppare un trattore autonomo. Ma come produttore numero 2 al mondo di attrezzature agricole, è uno dei più importanti. I suoi caratteristici trattori verdi sono onnipresenti in tutto il paese agricolo e l'azienda ha conquistato i giovani fan con le sue linee di abbigliamento e trattori giocattolo.
Il CES 2022 segna il quarto anno di John Deere al tech show di Las Vegas, uno sforzo dell'azienda per mostrare la tecnologia avanzata delle sue macchine a un nuovo pubblico. Invece di creare una macchina nuova di zecca, l'azienda ha presentato attrezzature che possono essere aggiunte ai suoi famosi trattori 8R 410 per una piena autonomia. Due scatole, una nella parte anteriore e l'altra nella parte posteriore, contengono un totale di 12 telecamere stereo e una GPU Nvidia che consentono a un agricoltore di controllare la macchina da uno smartphone, avviandola con un semplice tocco di un pulsante e guardando video dal vivo mentre il macchina si muove attraverso un campo.
I trattori John Deere sono stati in grado di governare se stessi per due decenni - finché l'agricoltore siede ancora al volante. Questo fatto rende il passaggio a un trattore completamente autonomo meno faticoso per un agricoltore che per qualcuno che ha passato gli ultimi 20 anni alla guida di una Honda Civic. Sebbene John Deere possa essere popolare, ha anche dovuto affrontare la sua parte di problemi. A novembre, circa 10,000 lavoratori sindacalizzati hanno posto fine a uno sciopero di cinque settimane che ha permesso loro di ottenere salari e benefici migliori.
Una critica in corso ai trattori John Deere è il prezzo e il nuovo sistema autonomo non sarà economico. Un normale trattore 8R e l'aratro a scalpello 2430 faranno guadagnare a un agricoltore oltre $ 500,000. John Deere inizialmente noleggerà trattori con l'attrezzatura autonoma già aggiunta, ma non aveva ancora determinato il prezzo per l'aggiunta dell'attrezzatura autonoma quando CNET ha incontrato l'azienda. Hindman ha detto che sarebbe "significativo" - fino al 10% del costo totale dell'attrezzatura, o fino a $ 50,000. Ciò potrebbe infastidire alcuni agricoltori, molti dei quali sono già irritati dal rifiuto di John Deere di consentire loro di riparare i propri costosi trattori.
All'inizio, il nuovo sistema di trattori sarà in grado di arare solo i campi, ovvero il processo di rivoltamento della terra per restituire al suolo le sostanze nutritive delle colture appena raccolte. Alcuni agricoltori, a corto di tempo e senza lavoratori, saltano questo processo, ma questo li rende più dipendenti dalle sostanze chimiche per aiutare i loro raccolti a crescere. Automatizzando l'attività di lavorazione del terreno, John Deere spera di eliminare una responsabilità dai lunghi elenchi di compiti degli agricoltori. E con la lavorazione del terreno, se qualcosa va storto con il trattore a guida autonoma, un produttore ha il tempo di risolvere il problema prima della semina primaverile. John Deere lo considera il compito più semplice da automatizzare.
Gli agricoltori "chiedono a gran voce" per "sempre di più", ha affermato Deanna Kovar, vicepresidente dei sistemi di produzione e produzione agricola di precisione presso John Deere. "Stanno solo cercando di capire come possono portare a termine più lavori senza un essere umano sul sedile".
Non reinventare la ruota
La strada verso l'autonomia di John Deere è iniziata decenni fa. A metà degli anni '1990, ha introdotto GPS satellitare nei trattori per aiutare gli agricoltori con l'agricoltura di precisione, che è la capacità di raccogliere informazioni su cosa sta succedendo nel terreno per diventare più efficienti con gas, fertilizzanti e semi. Dieci anni dopo, i ricevitori GPS StarFire di Deere sono diventati sufficientemente precisi da consentire ai trattori di sterzare da soli.
John Deere ha iniziato con l'8R perché è il trattore per colture a file più popolare dell'azienda e già "era quasi pronto per l'autonomia", ha affermato Joe Liefer, senior product manager dell'autonomia presso John Deere. "Avevamo già la possibilità di controllare elettronicamente l'idraulica e le funzioni meccaniche del trattore, necessarie per il funzionamento a distanza", ha affermato. Il piano di quest'anno è di consentire a un numero limitato di agricoltori di utilizzare il sistema autonomo. Durante il lancio iniziale, Deere noleggerà un trattore completo e un aratro a scalpello a circa 10-50 produttori che dispongono di una connettività Internet stabile nelle loro aziende agricole e hanno interesse a utilizzare la tecnologia.
In seguito, Deere consentirà agli agricoltori di portare i propri trattori per l'aggiornamento con la tecnologia autonoma. Ha in programma di supportare almeno gli ultimi tre anni di trattori e potrebbe eventualmente supportare macchine più vecchie, ha affermato Hindman. Poiché i trattori John Deere dispongono della tecnologia a guida autonoma da decenni, configurarli in modo che siano completamente autonomi è relativamente facile. Ci vorrà solo circa un giorno per installare l'attrezzatura e testare una macchina prima che un agricoltore possa portarla a casa per usarla sul campo, ha detto Kovar.
"Il retrofit su parte della flotta esistente di attrezzature che è là fuori... significa che più agricoltori possono trarne vantaggio... prima", ha detto.
La tecnologia dentro
La maggior parte delle auto autonome in fase di test utilizza a sensore di profondità chiamato lidar, mentre Tesla impiega una serie di telecamere, sensori e radar. John Deere, tuttavia, ritiene che le telecamere stereo siano il modo per portare la tecnologia della guida autonoma nel maggior numero possibile di campi. La sua macchina autonoma ha 12 di queste telecamere.
Per rendere autonomo l'8R, John Deere monta un pod per telecamera stereo sulla parte anteriore del trattore e un altro pod sul retro. Ogni pod ha tre paia di fotocamere stereo rinforzate che funzionano essenzialmente come gli occhi umani. Le immagini vengono raccolte da entrambi e quindi combinate per aiutare la macchina a individuare potenziali ostacoli che si trovano tra 45 piedi e 90 piedi di distanza. "Proprio come, ad esempio, il tuo iPhone sta semplicemente scattando più immagini e unendole insieme per ... quell'elevata gamma dinamica, stiamo usando lo stesso tipo di tecnologia qui per capire davvero il contrasto e il mondo che ci circonda", ha detto Liefer.
Mentre le telecamere stereo funzionano per l'attuale trattore autonomo di John Deere, potrebbe utilizzare lidar, radar, ultrasuoni e altre tecnologie per compiti più difficili in futuro come operare nelle colture in piedi, ha affermato Hindman. Per acquisire un po' di quelle intelligenze, John Deere ha acquisito una startup ag tech con sede nella Silicon Valley chiamato Bear Flag Robotics per 250 milioni di dollari ad agosto. "Il problema della percezione in agricoltura è davvero difficile", ha detto Hindman. "[E] il problema tecnico più difficile per noi dal punto di vista della percezione è probabilmente il raccolto in piedi".
La connettività cellulare stabile è un prerequisito per l'utilizzo del sistema autonomo in un campo. Se il trattore perde il segnale del cellulare, si fermerà e non si riavvierà finché non ristabilirà la connessione e non avrà ricevuto l'ok dall'agricoltore tramite un'app. All'interno della macchina, John Deere ha installato diversi modi per arrestare e controllare manualmente il trattore, anche tramite l'acceleratore e i normali freni. L'agricoltore può anche afferrare il volante per assumere il controllo della macchina.
Il trattore può ancora essere utilizzato manualmente per altre attività, non solo per operazioni autonome, e la cabina non ha un aspetto diverso. A causa di queste modifiche apportate alla macchina stessa, un agricoltore non può spostare facilmente il pod autonomo da un trattore all'altro. Oltre ai freni ridondanti, John Deere ha integrato nel sistema altri sistemi di sicurezza. I dati condivisi tra il trattore e lo smartphone sono crittografati su entrambe le estremità e l'azienda ha integrato la sicurezza nel software delle macchine. Il trattore ha anche sistemi ridondanti a bordo per essere sicuri che le telecamere e il segnale GPS siano presenti. Se vanno offline, il trattore si fermerà.
Evitare gli ostacoli
All'inizio, la tecnologia autonoma di John Deere aveva problemi con le ombre. E foglie. E macchie di sporco di colore diverso dalle altre. Tutti hanno attivato l'arresto del trattore e inviato un avviso sugli ostacoli. Ma la tecnologia è ora al punto in cui il tasso di falsi errori è basso, ha detto Hindman. Per evitare falsi allarmi di ostacoli, l'8R autonomo di John Deere funziona con le luci sempre accese: uno spettacolo insolito in una campagna.
Lasciare le luci accese tutto il tempo "rende l'ambiente di cui stiamo riprendendo le immagini più coerente durante il giorno e nel tempo", ha detto Hindman. E il trattore effettivamente funziona meglio di notte che di giorno perché c'è più contrasto nei dati dell'immagine, ha detto. John Deere dispone di uno staff di teleassistenza con sede negli Stati Uniti per esaminare gli avvisi relativi agli ostacoli provenienti dal trattore. Se gli operai stabiliscono che si tratta di qualcosa di minore come le foglie che hanno attraversato il percorso, lasceranno che la macchina riprenda le operazioni senza disturbare l'agricoltore.
Se il trattore incontra qualcosa come una grossa roccia, si fermerà perché la roccia potrebbe rimanere incastrata nell'attrezzo per la lavorazione del terreno. Il trattore invia una notifica push all'agricoltore con un'immagine dell'ostacolo. John Deere ha integrato la capacità del trattore di aggirare questi ostacoli in modo che l'agricoltore non debba venire sul campo per ogni problema. "Per assicurarci di non essere un fastidio per il cliente, avremo un supporto 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX, che dice: 'OK, la macchina si è fermata e ha visto qualcosa'", ha detto Kovar. "È sicuro per noi ricominciare?"
Test nel mondo reale
Nimz ha testato l'attrezzatura autonoma di John Deere nella sua fattoria per quattro anni, ma continua a guidare nei campi in cui il trattore funziona da solo, solo per meravigliarsi del fatto che in realtà funzioni senza nessuno in cabina. Era saltato fuori dalla sua mietitrebbia per parlare con me prima di riprendere rapidamente il lavoro. Il giorno successivo era previsto un temporale che gli avrebbe impedito di continuare la raccolta. Gli agricoltori mirano a svolgere quanto più lavoro possibile prima della pioggia poiché non sanno quando possono tornare sul campo.
Sebbene Nimz debba smettere di funzionare quando diventa troppo buio, il suo 8R autonomo non ha lo stesso problema. Invece, può funzionare tutta la notte, ottenendo la lavorazione prima che lo sporco si trasformi in fango. "Vuoi lavorare più che puoi, [ma] chiedere a un dipendente di [lavorare a tarda notte dopo una lunga giornata] è difficile", ha detto Nimz. “Un trattore autonomo può farlo. … Non è un problema. Non importa. Quindi puoi sbloccarlo e lasciarlo funzionare 24 ore al giorno per anticipare il tempo.
Grazie alla capacità di coltivare più ore in un giorno, Nimz prevede di poter acquistare attrezzature più piccole. La tendenza in agricoltura è stata quella di utilizzare attrezzature e trattori sempre più grandi per coprire quanto più terreno possibile nel minor tempo possibile. UN Seminatrice a 36 file può mettere più semi nel terreno contemporaneamente di un Seminatrice a 12 file. Ma l'acquisto di attrezzature più piccole consente agli agricoltori come Nimz di risparmiare denaro ed è anche migliore per il terreno. Poiché le macchine sono più leggere, compattano meno il terreno.
Più di ogni altra cosa, si aspetta che il suo trattore e aratro autonomi, così come i futuri prodotti John Deere, gli rendano la vita "molto più facile". Se la macchina è in funzione e non ha altro da fare, potrà fare una pausa pranzo invece di mangiare un panino nel suo trattore. "Piccole cose del genere significano qualcosa", ha detto Nimz. "Sono cose che... pensavo di dover... ritirarmi per godermi."
Una carenza di manodopera
Il più grande vantaggio dei trattori autonomi è consentire agli agricoltori di svolgere due lavori contemporaneamente. L'industria ha una carenza di manodopera che rende difficile per i coltivatori fare tutto nelle loro fattorie in un breve lasso di tempo. Se un agricoltore non riesce a seminare in tempo, non avrà un raccolto da raccogliere in autunno. Se non raccoglie i raccolti prima del gelo e della neve, il raccolto andrà perso.
Il lavoro agricolo è stagionale, con lavoratori extra necessari per lunghe ore durante la semina e il raccolto. Secondo la New American Economy, nel 2019 più della metà di tutti i lavoratori agricoli assunti, circa 450,000mila persone, erano immigrati. Ma la politica sull'immigrazione degli Stati Uniti rende difficile trovare abbastanza lavoratori e il visto agricolo H-2A è costoso per molti coltivatori statunitensi, ha affermato il think tank. "Gli agricoltori spesso si preoccupano di trovare abbastanza lavoratori poiché pochi americani sembrano disposti ad accettare i lavori agricoli più difficili e fisici", ha affermato New American Economy.
La maggior parte della popolazione vive nelle città e gli agricoltori negli Stati Uniti stanno invecchiando, con un'età media vicina ai 60 anni. Gli agricoltori dovranno sfamare 10 miliardi di persone nel 2050 con meno lavoratori e senza più terra coltivabile, ha affermato Hindman. L'autonomia potrebbe aiutare a colmare questa lacuna. L'automazione di più attività in una fattoria potrebbe eliminare i lavori che una volta erano occupati dalle persone. Nimz, per esempio, ha detto che quando uno dei suoi dipendenti andrà in pensione, probabilmente non assumerà qualcuno di nuovo.
"Il ragazzo che è con me da 36 anni, non devo sostituirlo", ha detto. "Il trattore prenderà il suo posto". Ma John Deere si aspetta che la maggior parte degli agricoltori impieghi questi lavoratori per altri compiti nella fattoria, piuttosto che tagliare i dipendenti. L'autonomia "non è una minaccia", ha detto Hindman. "È davvero [il modo in cui] risolveremo la carenza di manodopera per continuare a coltivare il cibo di cui il mondo ha bisogno".
Scorri per guidare
Una parte fondamentale del processo di autonomia è lo smartphone. John Deere ha progettato il sistema per essere controllato da iPhone e telefoni Android tramite l'app Operation Center esistente. Per gli agricoltori con i nuovi sistemi di guida autonoma, verrà visualizzata una scheda aggiuntiva che contiene le caratteristiche dell'autonomia.
All'interno dell'app, gli agricoltori scorrono per avviare il veicolo e premere un pulsante per mettere in pausa le operazioni. L'app dice loro quanto carburante è rimasto, da quanto tempo la macchina è in funzione e da quanto tempo è rimasta inattiva. Possono vedere gli ostacoli in una sezione "Eventi" e visualizzare e ingrandire il video da quelle 12 telecamere stereo. Un compito che il trattore non può gestire da solo è il rifornimento di carburante, che deve avvenire ogni otto ore circa. Un pulsante "Vai a" nell'app Operation Center può spingere il trattore a dirigersi verso una destinazione preimpostata sul campo in modo che possa essere rifornito, proprio come un robot aspirapolvere torna alla sua stazione di ricarica.
Mentre i coltivatori possono controllare un trattore dal loro telefoni e riavviarlo dopo che è stato identificato un ostacolo, devono essere fisicamente con la macchina la prima volta che la avviano per la giornata. Durante la configurazione iniziale, l'agricoltore deve mappare un confine intorno al campo e intorno alle barriere, in modo simile alla configurazione di un visore VR. Ciò può essere fatto guidando manualmente il trattore o utilizzando un John Deere Gator (un piccolo veicolo utilitario tuttoterreno) collegato alla tecnologia di mappatura dell'azienda.
Supporto sempre attivo
Oggi John Deere non addebita costi di servizio per le sue capacità GPS o altre funzioni all'interno delle sue macchine. Ma non è sicuro se lo farà per l'autonomia. E l'azienda non ha ancora determinato come gestirà gli aggiornamenti e altre attività logistiche. Gli agricoltori tengono i loro trattori per decenni. Ma la tecnologia utilizzata per rendere autonome le macchine sarà superata molto prima.
"Dobbiamo trovare il giusto modello di business che permetta ai coltivatori di trarre vantaggio dai crescenti livelli di tecnologia, aumentando i miglioramenti nella capacità delle telecamere e del sistema di calcolo e percezione senza dover cambiare il trattore ogni volta che lo desiderano. fallo", ha detto Hindman. Nei primi anni di autonomia, John Deere si aspetta che gli aggiornamenti e le modifiche arrivino molto rapidamente. Mentre sta iniziando con la lavorazione del terreno, prevede di "offrire nuovi modelli con nuovi tipi di colture, con nuove attrezzature, con nuovi attrezzi per il trattore... a una cadenza abbastanza veloce", ha detto Hindman.
John Deere afferma che i tecnici delle sue concessionarie saranno in grado di risolvere problemi complessi con i sistemi autonomi. E gli agricoltori saranno in grado di effettuare alcune riparazioni da soli, come collegare i cablaggi che tengono i pod al trattore o fissare le staffe che tengono i sensori. Oltre alla lavorazione del terreno, John Deere esaminerà altre attività svolte dai trattori, come la lavorazione primaverile e la coltivazione. E in futuro, John Deere prevede di estendere l'autonomia essenzialmente a tutte le attività svolte da una macchina in un'azienda agricola, dalla semina alla raccolta.
"Quelli non verranno tutti allo stesso tempo", ha detto Hindman. "Quindi ci sarà una parte dell'operazione nella fattoria che un agricoltore fa ancora... nella cabina del trattore, azionando il trattore come fanno oggi". Gli agricoltori continueranno a utilizzare l'8R come un normale trattore e futuri aggiornamenti autonomi potranno essere implementati sulla stessa macchina tramite aggiunte hardware e software. Ciò consentirà agli agricoltori di utilizzare il trattore per più di un'attività autonoma.
Arrivare al punto in cui tutte le parti dell'agricoltura sono automatizzate probabilmente accadrà "prima di quanto si pensi", ha detto Hindman. "Se fossi con le spalle al muro, ti direi che tra 10 anni o meno vedremo l'autonomia in tutto il sistema di produzione". Per ora, le macchine John Deere aiuteranno gli agricoltori a preparare i loro campi per la prossima stagione di semina e posso vedere com'è dall'interno della cabina del trattore a guida autonoma.
Cresciuto in una fattoria nell'Iowa rurale, ho guidato decine di volte in mietitrebbia con mio padre e ho controllato le macchine John Deere che si guidano da sole. Ma l'esperienza di sedersi al volante di un'enorme macchina mentre si guida completamente da sola può essere descritta solo in una parola: selvaggia. Sono solo d'accordo. Ogni movimento della macchina è automatizzato e monitorato da uno smartphone, consentendo a Nimz di raccogliere il mais mentre il trattore lavora i suoi campi. Mentre la macchina si avvicina alla fine di un "passaggio", un tratto lungo il campo, quasi dimentico di essere seduto al volante.
Quando finalmente esco dalla macchina sul bordo del campo, il trattore vuoto continua il suo cammino, trascinandosi dietro l'aratro. Sta per iniziare a piovere e c'è molto lavoro da fare.