W ciągu ostatnich kilkunastu lat nowoczesne technologie zarezerwowane do tej pory dla celów wojskowych stały się ogólnie dostępne i tanie. Codziennie przecież korzystamy z map GPS, szybkiego internetu, a nasz prywatny smartfon ma większą moc obliczeniową niż wszystkie komputery w pierwszym promie kosmicznym razem wzięte. 

 

Roboty i komputery mogą pracować bez przerw 24 h na dobę i na ich tle to człowiek stał się najsłabszym ogniwem całego łańcucha technologii przemysłu i produkcji, w tym produkcji rolniczej. Każdy pracownik po kilku godzinach odczuwa zmęczenie, musi jeść i spać, ma święta oraz urlopy, a technologia nie. Dodajmy do tego ciągły głód żywności, jakiej potrzebuje ludzkość, pogoń za zwiększeniem plonów, wydajności produkcji roślinnej i wychodzi na to, że czas, jaki rolnik poświęca na wyprodukowanie tony np. zboża, ciągle się kurczy. 

 

 

Prace nad autonomicznymi maszynami rolniczymi mogącymi pracować bez udziału operatora trwają od lat. Szczególnie dynamicznie rozwijają się w USA, gdzie na miliony hektarów zasiewów zbóż przypada stosunkowo niewielka liczba rąk do pracy w rolnictwie. Nic więc dziwnego, że to właśnie amerykański koncern John Deere postawił na wdrożenie autonomicznych maszyn rolniczych. 

 

Jego konstrukcje maszyn rolniczych bez operatora mogą się nam, Europejczykom przyzwyczajonym do stosunkowo małych areałów poletek, wydawać ekstrawaganckie i dziwne, ale w Stanach już na pewno nie. Tam, gdzie uprawy liczy się w setkach i tysiącach hektarów w jednym kawałku, głównym problemem stają się ręce do pracy i czas. I tu autonomiczne maszyny pokazują swoją bezkonkurencyjność, bo mogą pracować prawie bez przerwy, której potrzebują wyłącznie na uzupełnienie zasilania.

 

 

Sesam2 to w elektryczny autonomiczny ciągnik John Deere o możliwości całodniowej pracy na jednym ładowaniu

 

 

Kilka ostatnich lat pokazało, że autonomiczna maszyna rolnicza to maszyna zasilana prądem. Obecne kierunki rozwoju motoryzacji, coraz ostrzejsze normy emisji spalin i coraz większe skomplikowanie techniczne silników zasilanych olejem napędowym pokazały, że prąd w maszynach rolniczych to przyszłość. 

 

Choć obecna technologia magazynowania potężnych mocy w akumulatorach ma swoje ograniczenia w postaci gęstości gromadzonego ładunku, to prace nad rozwojem autonomicznych maszyn rolniczych rozwijają się niezwykle dynamicznie. Jak pokazał ostatnio John Deere na przykładzie swojej autonomicznej maszyny Sesam2 o mocy elektrycznego układu napędowego 500 kW, może ona  pracować bez ładowania cały dzień. To już bardzo długi czas działania, a firma zapowiada jego znaczne zwiększenie na jednym ładowaniu. 

 

 

Jednak zanim w pełni autonomiczne elektro-traktory pojawią się na naszych polach, minie jeszcze trochę czasu. Problemem nie wydaje się już obecnie technologia, ale prawo mówiące o tym, że pracujący pojazd musi mieć swojego operatora. Dlatego obecnie, choć autonomia i sztuczna inteligencja takich maszyn pozwalają na samodzielne działania, pracują one pod zdalnym nadzorem człowieka i póki co bardziej przypominają rolnicze drony. 

 

 

Zastąpienie klasycznych ciągników autonomicznymi elektro-dronami to niewątpliwie czekająca nas przyszłość. Jednak co z obecnie produkowanymi nowoczesnymi ciągnikami, które już dziś właściwie same się prowadzą? Czy takie “klasyczne” dziś maszyny mogą być także autonomiczne? Okazuje się, że inżynierowie John Deere znaleźli odpowiedź na to pytanie.

Zaprezentowany w tym roku w pełni autonomiczny ciągnik gotowy jest już do masowej produkcji. Rozwiązanie pokazane na tegorocznych targach CES 2022 w USA opiera się na produkowanym ciągniku John Deere serii 8R wyposażonym w system prowadzenia GPS oraz specjalnemu oprogramowaniu, które pozwala na połączenie autonomii ze zdalnym nadzorem nad maszyną.

 

 

Inna koncepcja autonomii ciągników John Deere - klasyczny 8R wyposażony w specjalne kamery i oprogramowanie

 

 

 

Ciągnik ten posiada sześć par kamer stereoskopowych, które umożliwiają wykrywanie przeszkód w zakresie 360 stopni oraz kalkulowanie odległości w terenie. Obrazy z kamer analizowane są w czasie rzeczywistym, a komputer decyduje, czy maszyna może kontynuować pracę, czy się zatrzymać po wykryciu przeszkody.

Ten klasycznie autonomiczny ciągnik stale sprawdza swoją pozycję GPS względem zadanej wirtualnej granicy obszaru pracy z dokładnością mniejszą niż 2,5 cm.

 

Korzystając z systemu John Deere Operations Center Mobile, użytkownik może zdalnie uruchomić ciągnik na ekranie swojego telefonu komórkowego. W czasie gdy maszyna pracuje, rolnik może opuścić pole, jednocześnie monitorując status ciągnika na swoim urządzeniu mobilnym. System autonomicznego prowadzenia daje użytkownikowi zdalny dostęp do kamer w czasie rzeczywistym oraz pozwala dostosować odpowiednią prędkość, głębokość oraz pozostałe parametry pracy w polu. W przypadku wystąpienia jakichkolwiek problemów z maszyną zostaje wysłane powiadomienie na telefon lub tablet sterujący.

 

 

Nadzór nad funkcjami autonomicznego 8R za pomocą aplikacji w komórce

 

Takie rozwiązanie, choć nadające się do ciągników sterowanych technologią By-wire (bez mechanicznego połączenia układów sterujących) pozwala na wykorzystanie dzisiejszych, nowoczesnych ciągników i połączenie ich z czekającą nas już niedługo całkowitą autonomią maszyn rolniczych.