Автономні трактори: Плюси і мінуси для фермерів у 2023 році

Сільське господарство стоїть на порозі роботизованої революції. Автономні трактори, оснащені GPS, датчиками та штучним інтелектом, з'являються на фермах по всьому світу. Прихильники стверджують, що ці вдосконалені машини змінять ефективність і продуктивність сільського господарства. Але чи варто фермерам поспішати замінювати техніку, керовану людиною, на роботизованих робочих конячок? У цій поглибленій статті розглядаються новітні можливості автономних тракторів і варіанти моделей, зважуються потенційні переваги і недоліки для власників ферм, а також досліджуються міркування щодо визначення того, чи є автоматизація виправданою.

Сучасні марки та моделі автономних тракторів

Зростаючий список великих виробників сільськогосподарської техніки пропонує трактори з автономним керуванням для комерційного використання. Хоча моделі різняться, вони мають спільні основні функції автономного водіння. GPS-навігація та картографування місцевості дозволяють тракторам точно рухатися запрограмованими маршрутами без допомоги людини. Датчики виявлення перешкод запобігають зіткненням, коли на їхньому шляху з'являються люди, тварини або предмети. Дистанційний моніторинг дає змогу керувати та налаштовувати техніку зі смартфонів або комп'ютерів.

Ось огляд відомих серійних моделей автономних тракторів, які зараз працюють на полях по всьому світу:

Автономний трактор John Deere 8R 410

John Deere 8R 410 дебютував у 2021 році як перший повністю автономний трактор, проданий у Північній Америці. Він використовує шість пар стереокамер для виявлення перешкод на 360 градусів. Фермери можуть налаштовувати точні маршрути та операції за допомогою додатку AutoPath. Для віддаленого моніторингу відеопотоки та сповіщення відображаються на приладовій панелі Операційного центру.

8R 410 доступний у п'яти моделях потужністю від 177 до 405 кінських сил. Прейскурантні ціни варіюються від $500 000 до $800 000.

Автономний трактор CNH Industrial New Holland T7.315

Частина автономної концептуальної платформи, представленої у 2016 році, виробнича модель T7.315 від CNH Industrial з'явилася у 2020 році. Він використовує як лідарні, так і радарні датчики для безперервного сканування людей та об'єктів. T7.315 автономно виконує завдання, керуючись блоками керування транспортного засобу та картографічними інструментами з підтримкою GPS.

Система IntelliTurn від New Holland також забезпечує автоматичний розворот в кінці ряду під час оранки, посіву та обробітку ґрунту.

Автономний трактор Fendt 1000 Vario

Високопотужний Fendt 1000 Vario від AGCO може бути оснащений автоматизованим рульовим керуванням AutoGuide для навігації по полю без допомоги рук. Функція Fendt Guide Contour Assistant дозволяє повністю автономно обробляти ґрунт на схилах і нерівностях. Дистанційний моніторинг та діагностика несправностей можливі завдяки екосистемі розумного землеробства Fuse.

1000 Vario забезпечує потужність від 112 до 517 кінських сил.

Електричний автономний трактор Monarch Tractor MK-V

Комерційна поставка запланована на 2023 рік, трактор Monarch MK-V працює виключно на акумуляторах, а не на дизельному паливі. Закрита конструкція з низьким кліренсом містить шість електродвигунів номінальною потужністю 250 кінських сил. Автономна робота покладається на 12 лідарних датчиків, шість оптичних камер і графічний процесор Nvidia для ситуаційної обробки.

MK-V спочатку буде орієнтований на органічні виноградники та сади. Цільова стартова ціна - $50 000.

Прототип автономного трактора Yanmar YT5115N

Японський тракторобудівник Yanmar розробив концептуальний автономний трактор під назвою YT5115N. Створений на основі стандартної моделі YT5113N для просапних культур, він використовує лідар і стереокамери для самостійної навігації полем під час обробітку ґрунту, посіву та обприскування. Безкабінна конструкція звільнила місце для автономного технологічного обладнання та баків для хімікатів.

Зараз Yanmar допрацьовує прототип для потенційного комерційного виробництва.

Основні переваги використання автономних сільськогосподарських тракторів

Автономні трактори - це не просто новинка, вони можуть принести відчутну користь фермерам у багатьох відношеннях. Ось деякі з найвагоміших переваг роботизованих тракторів порівняно з їхніми аналогами, керованими людиною:

Більша ефективність та швидше виконання завдань

Без водія, який потребує перерв, автономні трактори можуть працювати безперервно набагато довше. Їх точне водіння та невтомний темп роботи дозволяють швидше завершити роботу. Ефективність ще більше підвищується, коли фермери отримують впевненість у використанні декількох автономних тракторів, які координують свою роботу одночасно. Менша кількість проходів через поля та відсутність перекриття підвищують ефективність.

Нижчі операційні витрати

Відмова від людини-оператора значно знижує експлуатаційні витрати. Автономні трактори не потребують дорогої кваліфікованої робочої сили. Постійний темп руху, оптимізований за допомогою алгоритмів, також зменшує споживання пального. Завдяки більш плавному руху зменшується знос компонентів транспортного засобу, що знижує витрати на технічне обслуговування. Чистий дохід фермерського господарства зростає завдяки зниженню накладних витрат.

Зменшення залежності від хімічних речовин

Системи наведення дозволяють автономним тракторам висівати насіння, розпилювати добрива та вносити пестициди з неймовірною точністю. Точне внесення добрив та пестицидів означає менше перевитрат та марнотратства дорогих хімікатів. Нижчі виробничі витрати сприяють підвищенню рентабельності. Цільове застосування, якому запобігає людина, ще більше мінімізує ризики розсіювання хімікатів.

Покращена гнучкість та безперервні налаштування

На відміну від шаблонних річних планів, автономні трактори реагують в режимі реального часу на зміну умов. Миттєві дані з датчиків вологості, наприклад, дозволяють тракторам змінювати полив на гранульованому рівні. Раптові спалахи шкідників викликають негайне цілеспрямоване обприскування. Автономні трактори продовжують адаптувати плани для досягнення оптимальних результатів.

Менший вплив на навколишнє середовище

Від зменшення використання хімікатів до меншого причіпного обладнання - сучасні автономні трактори сприяють більшій сталості. Їхні легкі, повністю електричні моделі ущільнюють ґрунт набагато менше, ніж важкі дизельні машини. Менші трактори дозволяють працювати з більшою точністю в делікатних екосистемах. Автоматизація з часом зменшує забруднення та деградацію земель.

Покращена безпека та здоров'я працівників

Відсторонення людини-оператора від небезпечного важкого обладнання запобігає травмам і смертельним випадкам, пов'язаним з трактором. Автономні моделі уникають ризиків перекидання, наїзду та заплутування. Моделі без кабіни також захищають фермерів від впливу токсичних пестицидів. Самокеровані трактори створюють безпечніші та менш стресові умови праці.

Можливість масштабування та налаштування операцій

На відміну від фіксованих фермерських бригад, автономні автопарки легко масштабуються для управління додатковими площами. Фермери можуть економічно ефективно розширюватися, додаючи більше запрограмованих тракторів. Індивідуальні машини, пристосовані до конкретних культур або місцевості, також спрощують диверсифікацію фермерських господарств. Автономні знаряддя також підвищують масштабованість.

Покращений збір даних та аналітика

Бортові камери, GPS-карти, датчики та комп'ютерний зір керують автономними тракторами. Але ці технології також збирають величезні обсяги сільськогосподарських даних. Аналітика виявляє закономірності та можливості для вдосконалення, як ніколи раніше. Інсайти оптимізують майбутні стратегії вирощування.

Звернення до молодих поколінь

Опитування свідчать про значний інтерес міленіалів і покоління Z до застосування технологій і робототехніки в сільському господарстві. Автономні трактори та "розумне" сільське господарство на основі даних є ключовими факторами, що їх приваблюють. Автоматизація робить кар'єру в сільському господарстві більш привабливою в умовах дефіциту робочої сили.

Потенційні недоліки автоматизованого прийняття тракторів

Поряд з багатьма перевагами, автономні сільськогосподарські трактори також мають певні недоліки та ризики, які варто визнати:

Значні початкові інвестиційні витрати

З базовою ціною від $500,000 автономні трактори є недосяжними для багатьох дрібних виробників. Значні капітальні інвестиції можуть не окупитися для фермерських господарств з площею менше 5 000 акрів. Забезпечення фінансової допомоги для фермерів робить впровадження більш реальним.

Крута крива навчання для роботи

Фермери все ще повинні розвивати спеціалізовані навички роботи з програмним забезпеченням для автоматизації на основі GPS, сенсорної діагностики та аналізу сільськогосподарських даних. Більшість з них потребують тривалого навчання, щоб кваліфіковано використовувати ці передові технології та їхнє постійне оновлення.

Вимоги до модернізованої інфраструктури

Для автоматизації фермерським господарствам потрібен високошвидкісний інтернет для надійної передачі даних, сервери для управління даними GPS-карт, стаціонарні джерела електроенергії для зарядки та можливості технічної підтримки. Відсутність такої інфраструктури перешкоджає впровадженню.

Потенційні перешкоди для автоматизації

Будь-яке відключення датчиків або камер трактора може призвести до повного збою в роботі системи автоматизації. Затоплені поля, накриті камери, запилені датчики та поганий сигнал GPS - все це може тимчасово перешкоджати автономній роботі. Людське втручання все ще необхідне для запобігання збоїв.

Вразливість до кібератак

Оскільки автономні трактори стають все більш взаємопов'язаними, вони стають вразливими до загроз кібербезпеки. Зловмисники можуть скористатися вразливістю, щоб викрасти дані або посіяти хаос, взявши під контроль транспортні засоби. Проактивні заходи для запобігання злому є вкрай важливими.

Апаратні обмеження сучасних моделей

Автономні трактори раннього виробництва все ще не можуть повністю замінити людську працю. Більшості з них бракує маніпуляційних пристосувань для виконання таких завдань, як огляд посівів або прочищення знарядь. Людський нагляд залишається ключовим, поки можливості не стануть більш зрілими.

Соціальне занепокоєння щодо втрати роботи

Хоча автономні трактори заповнюють дефіцит робочої сили на фермах, зберігаються побоювання, що вони витіснять решту сільськогосподарських робітників. Перекваліфікація та освітні програми мають вирішальне значення для того, щоб допомогти сільській робочій силі перекваліфікуватися і запобігти несприйняттю автоматизації.

Ключові фактори при прийнятті рішення про те, чи підходять автономні трактори для вашої ферми

Оцінюючи доцільність використання автономних тракторів, більшість фермерів беруть до уваги чотири основні фактори:

1. Посівні площі в обробітку

Зважаючи на високі витрати на одиницю продукції, купівля має сенс лише на площах, що перевищують 3 000-5 000 акрів. Автономні трактори реалізують весь свій економічний потенціал, коли максимізують час роботи в режимі 24/7 на великих земельних базах. Ділянки площею менше 240-800 акрів, швидше за все, не можуть виправдати витрати на автономне обладнання в даний час.

2. Культури та завдання, придатні для автоматизації

Певні культури, такі як просапні, бавовна та сіно, які потребують великої кількості обладнання для підготовки поля, посіву, обробки та збирання врожаю, отримують найбільшу віддачу від автоматизації. З іншого боку, делікатні спеціалізовані культури, які потребують вправної роботи людини, поки що потребують ручної праці.

3. Наявність кваліфікованих працівників

Фермери, які намагаються знайти та утримати досвідчених операторів обладнання та менеджерів по роботі з полями, отримують величезну вигоду від використання автономних тракторів. Вони підвищують продуктивність без додаткових найманих працівників. Однак фермерські господарства з достатньою кількістю доступної робочої сили не так наполегливо прагнуть до автоматизації.

4. Стан інфраструктури фермерських господарств

Існуючі об'єкти з достатньою потужністю, високошвидкісним зв'язком і точними системами геолокації можуть легко інтегрувати "розумні" автономні трактори. Операції, які все ще покладаються на застарілу інфраструктуру, можуть спочатку потребувати модернізації, щоб реалізувати потенціал.

У специфічних умовах, таких як виробництво товарного зерна на великих площах, переваги автономності можуть переважати над недоліками. Але виробники будь-якого масштабу та спеціалізації все одно повинні вдумливо оцінювати власні потреби та пріоритети.

Майбутня роль автономних тракторів у сільському господарстві

Хоча автономні технології на сільськогосподарських тракторах ще не перевершують людські операційні здібності, вони продовжують стрімко розвиватися. Можливості, які ще 5-10 років тому були неможливими, наприклад, повна автоматизація обробки ґрунту та посіву, сьогодні стали комерційною реальністю завдяки розвитку датчиків, GPS, бездротових технологій та обчислювальних потужностей штучного інтелекту.

У майбутньому трактори, безсумнівно, досягнуть нових рівнів інтелекту та можливостей. Справді безпілотна техніка незабаром буде плавно координувати свої дії для виконання надскладних сільськогосподарських планів, надто громіздких для людини, щоб керувати ними. Але людський нагляд, вирішення проблем і механічні навички залишаться важливими там, де чиста робототехніка не справляється. Ідеальна ферма майбутнього, ймовірно, буде складатися з гібридних команд людей і все більш компетентних автономних машин, що працюють у бездоганній гармонії по всій землі.

Висновок: Основні висновки щодо автономних тракторів

Підсумовуючи, ось основні висновки, які фермери в усьому світі отримують від цього глибокого вивчення автономних тракторів:

• Багато великих виробників тракторів зараз пропонують моделі з надійною автономною функціональністю для основного комерційного використання на основі GPS, лідарів, камер і обчислювальної техніки.
• Основні переваги включають зниження операційних витрат, зменшення трудовитрат, підвищення ефективності, вищу точність, розширену масштабованість і велику кількість польових даних.
• Але такі недоліки, як величезні витрати для невеликих фермерських господарств, інфраструктурні передумови, кібер-ризики та втрата робочих місць, все ще уповільнюють загальне впровадження.
• Оцінюючи, чи варто інвестувати в автоматизацію, виробники повинні зважити посівні площі, культури, наявність робочої сили та готовність обладнання.
• Хоча це ще не панацея, швидке вдосконалення автономних технологій обіцяє значно розширити їхні можливості та життєздатність для фермерських господарств майбутнього.
• У найближчі роки впровадження автономних тракторів прискориться, ціни на них знизяться, а їхні можливості відповідатимуть людським навичкам.
• Але добре навчені, інноваційні фермери залишатимуться важливими для контролю, оптимізації та доповнення автономних машин, оскільки сільське господарство виходить на нові рубежі.

Сільське господарство постійно розвивається, але темп змін прискорився в геометричній прогресії. Автономні рішення, такі як трактори, комбайни та дрони, обіцяють трансформувати сільське господарство. Але фермери, які прагнуть скористатися цими новими інструментами, повинні об'єктивно збалансувати ажіотаж і ризики з власними реаліями на місцях. При стратегічному підході роботизовані помічники розкривають величезний потенціал. Проте людське судження, універсальне вирішення проблем, етика та винахідливість, зрештою, лежать в основі будь-якої успішної та стійкої ферми майбутнього.