Автономні трактори чекають на розумне обладнання

Автономні трактори поступово займають свою нішу на ринку сільгосптехніки, але розумні знаряддя — машини, оснащені передовими сенсорними технологіями для моніторингу якості роботи та виявлення несправностей без втручання людини — все ще знаходяться в розробці й на ринку їх не так багато.

Останнє покоління знарядь розроблене для незалежного моніторингу та адаптації до польових умов: від культиваторів, які виявляють засмічення, до борін, оснащених LiDAR для контролю якості обробітку в режимі реального часу. Хоча деякі з цих інновацій уже проходять польові випробування, очікується, що більше знарядь з’являться на ринку протягом кількох років.

Зворотний зв'язок і моніторинг

Коли безпілотний трактор або автономний польовий робот виконує завдання, у нього немає людських органів чуття, щоб переконатися, що знаряддя або машина роблять все правильно. Для цього використовують сенсори або датчики. Скажімо, такі параметри, як частоту обертання ВВП, температуру моторної оливи, робочу ширину, висоту підйому, робочу глибину та засмічення насіннєвих трубок і розпилювальних форсунок вже можна ефективно контролювати за допомогою датчиків. Це стандартна практика зі звичайними комбінаціями трактора і навісного обладнання.

Крім того, дисбаланс і вібрацію також можна виявляти й контролювати за допомогою датчиків. Однак моніторинг таких параметрів, як засмічення культиватора або ступінь подрібнення ґрунту котком, поки що з поточною технікою виконується під наглядом людини. Цей людський нагляд також потрібно буде замінити технологією в контексті робототехніки — технологією, здатною контролювати операції та надавати зворотний зв’язок оператору, який контролює процес з іншого транспортного засобу або віддалено.

Виробники техніки усвідомлюють цю потребу та розробляють розумні інструменти, здатні працювати автономно.

Обмежена доступність

Lemken був першим європейським виробником техніки, який представив культиватор, оснащений стереокамерою і двома лазерними датчиками. Це сталося на виставці SIMA в листопаді 2022 року в рамках проекту Combined Powers VTE від Krone і Lemken. Стереокамера стежить за агрегатом, а лазери оцінюють якість роботи. Відтоді компанія Lemken проводила польові випробування таких датчиків зворотного зв’язку та моніторингу на компактних дискових боронах Heliodor і Rubin, а також на пневматичній сівалці Solitair.

«Для відеокамер чи не найбільшою проблемою є пил, — пояснює Ларс Хеєр із Lemken. — Ось чому ми вивчаємо можливість використання LiDAR і радарів. Нашим першочерговим завданням є виявлення та розпізнавання потенційних несправностей машини, в ідеалі до їх виникнення. Наступний крок — зосередитися на моніторингу якості роботи».

Система на основі ШІ для моніторингу машин і знарядь

Ларс Хеєр додає, що Lemken у співпраці з голландською компанією Track32 (у якій Lemken має міноритарний пакет акцій) розробляє систему на основі штучного інтелекту для моніторингу машин і знарядь. «Вона включає моніторинг спрацювання лап культиватора та виявлення на них рослинних решток та/або накопичення ґрунту. Система буде схожа на нашу систему iQblue connect, розроблену передусім для плугів,  і також її можна пристосувати до існуючих машин. Зараз ми наближаємося до стадії прототипу й очікуємо вивести його на ринок приблизно через 3-4 роки».

AutoTill

На виставці Agritechnica в листопаді 2023 року Amazone продемонструвала свою технологію AutoTill. Поки що AutoTill може контролювати функціональність стерньового культиватора, наприклад Amazone Cenio, через Isobus і повідомляти оператора про будь-які проблеми. За словами виробника, наступним кроком системи є автономне реагування на проблеми, а кінцевою метою є повністю безпілотне автономне вирощування.

Датчики AutoTill контролюють ключові параметри культиватора, включаючи захист від перевантаження, робочу глибину, накопичення ґрунту чи решток під рамою, втрату зубів і швидкість обертання котка. Штефан Кіфер з Amazone зазначає, що наразі виробник зосереджує свої зусилля на інтелектуальних знаряддях для обробітку ґрунту, але також вивчає застосування для розпушувачів і посівних машин. «Передусім ми використовуємо прості, надійні датчики, такі як кутоміри та індуктивні датчики, а для деяких знарядь розробляємо власні датчики. Ми також вивчаємо потенціал датчиків, які вже використовуються в машинах Isobus. Деякі машини зараз проходять випробування в господарствах, але ми ще не на стадії їх продажу».

Kuhn Karl і розумна ротаційна борона

Польовий робот Kuhn Karl також дебютував на виставці Agritechnica 2023, оснащений прототипом ротаційної борони HR 2520 з електроприводом. «Ротаційна борона все ще є прототипом, — пояснює представник Kuhn. — Ми контролюємо швидкість ротора та потребу в потужності, щоб запобігти блокуванню. Щоб запобігти засміченню роторів, також встановлений датчик. Наш наступний крок — інтегрувати датчик LiDAR для моніторингу якості роботи в реальному часі. Ми почали розробку цієї розумної ротаційної борони, але наша мета полягає в тому, щоб зробити більше машин розумними та, отже, придатними для автономної роботи. Спочатку вони використовуватимуться в поєднанні з нашим польовим роботом Karl, але після стандартизації зв’язку між автономними транспортними засобами та розумними знаряддями вони також зможуть працювати з іншими польовими роботами та автономними тракторами».

Дистанційне читання карт завдань і датчиків

Інші виробники техніки — Kverneland і Väderstad — підкреслюють, що їхні новітні ґрунтообробні машини можуть обробляти ґрунт на різній глибині за допомогою карт завдань і GPS. Крім того, кілька виробників вже пропонують віддалений моніторинг датчиків, таких як вимірювання температури оливи в коробці передач.