Autonomní traktor nepotřebuje řidiče, farmářům k jeho ovládání postačí mobilní telefon

Plně autonomní traktor by mohl přivolat zemědělskou revoluci, jakou jsme již několik generací nezažili. Kdo s ním přijde první?

Jaro se už naplno rozbíhá a na polích proto můžeme vidět stále více traktorů a jiné zemědělské techniky. Pokud náhodou někde uvidíte traktor, jezdící bez traktoristy, nepropadejte panice. Společnost John Deere koncem loňského roku na veletrhu CES představila plně autonomní traktor R8. Půdu dokáže obrábět bez přítomnosti obsluhy, která jej může kontrolovat a spravovat aplikací v telefonu. Hromadně se začne vyrábět už letos.

Nevídaná přesnost

Je tomu tak. „Chytrý svět“ proniká i mezi zemědělské stroje. Vozidla nevyjímaje. Typová řada 8R je zkonstruována tak, aby vynikala na poli a přinášela potěšení na cestě. Autonomní verze přináší ještě víc. V plně automatickém režimu zatím traktor R8 zvládne orbu a bránění, čili přípravu půdy pro jarní setí nebo sázení. Na poli je opravdu sám, bez obsluhy v kabině. Přesto se pohybuje s přesností na dva a půl centimetru. Pomáhá mu jak standardní GPS, tak korekční (referenční) GPS body z produkce společnosti.

Aplikace v mobilu = snížení nákladů

V chytrém telefonu nebo tabletu má farmář nainstalovanou aplikaci pro ovládání traktoru. V ní vidí potřebná data – pozici traktoru na mapě, kolik práce je hotové, kolik ještě čeká. Vidí údaje o jízdě i stav paliva a parametry vykonávané práce. Příjemným bonusem je živé video z kamer. Prostřednictvím aplikace může farmář vše na dálku korigovat. A během toho se může věnovat jiným úkolům. Podle společnosti John Deere robotický traktor snižuje náklady na pracovní sílu a osvobodí tak farmáře od toho, aby museli sedět v kabině až 18 hodin denně. Traktor může být v provozu až 24 hodin denně, aby bylo možno využít dobré počasí nebo rychle posbírat úrodu. Autonomní traktor může pracovat prakticky nonstop, ve dne, v noci, dokud to povětrnostní podmínky dovolí. Jen jednou za osm až deset hodin je třeba doplnit palivo.

Inteligence, která se učí

Traktor 8R je vybaven šesti stereoskopickými kamerami, které pokrývají plných 360° okolí stroje. Takto získaný videosignál míří ke grafickým procesorům, které jej zpracují a pomocí modelu vytvořeného strojovým učením analyzují. Tento systém umělé inteligence byl natrénován na milionech snímcích z různých polí v různých situacích. Výsledkem analýzy je rozřazení obrazu do kategorií půda, stromy, nebe a vše, co nezapadá, je anomálie. Anomálií může být zapomenut kus vybavení, ulomená a spadlá větev stromu, zvíře, nebo třeba pytel odpadu. Při zjištění anomálie se traktor zastaví a zašle oznámení farmáři. Ten musí situaci vyhodnotit a buď ji vyřeší na dálku, nebo dojde na místo a překážku odstraní. Když se stroj pohybuje, vykresluje svou polohu vzhledem k geografickým hranicím s údajnou přesností v rámci jednoho palce (2,54 centimetru).

Systém vyhodnotil překážku a zastavil před ní.
Notifikace na to upozorní farmáře

Autonomní traktor a automatizace dává farmářům příležitost činit lepší rozhodnutí

Jahmy Hindman, technologický ředitel společnosti John Deere, během jedné z tiskových konferencí k autonomnímu traktoru hovořil o faktu, že donedávna bylo zemědělství o dělání „více s více“ – čili více koňských sil – více vstupů a více hektarů. Ale poslední desetiletí bylo o tom, že je možné dělat „více s méně“ – používáním nástrojů pro přijímání informovanějších rozhodnutí. Hindman věří, že AI a strojní učení povedou k neustále inteligentnější, neustále se vyvíjející a efektivnější farmě.

Používání umělé inteligence během zemědělských prací

Jak jsme již zmínili, pro vnímání má automatizovaný traktor šest párů stereo kamer, které umožňují 360stupňovou detekci překážek. Tyto stereo kamery fungují stejně jako lidské oko. Člověk má dvě oči, ale jen jeden obraz. Mozek najde společné objekty mezi těmito dvěma obrazy a vypočítá vzdálenost objektů. Traktor dělá přesně to samé se stereo kamerami a strojním učením. Potom algoritmy strojového učení běžící na GPU interpretují výstup. Globální poloha traktoru se sleduje vzhledem k geoplotu, takže vždy se ví, kde se nachází a kde se může nacházet.

Stroj „vidí“ prostředí kolem sebe a tyto informace přecházejí do „hluboké neuronové sítě“, kde jsou věci klasifikovány pomocí procesorů GPU Nvidia. Tato neuronová síť byla trénována na velkém počtu obrázků, které jí pomáhají kategorizovat objekty, jako jsou zvířata, větve, skály nebo podobné věci. Stroj přiměřeně reaguje na objekt na základě kategorie. Pokud se stroj setká s něčím, co nedokáže kategorizovat, například „spadlý billboard“, použije systém detekce anomálií. Objeví-li se objekt a „nevejde“ se do standardní třídy objektů, stroj se jednoduše zastaví. Naštěstí na poli není provoz. Takže když traktor zastaví, nemusí se farmář obávat, že ohrozí jiné účastníky provozu.

Vytrénovaná neuronová síť obraz rozdělí do kategorií půda (v modelu zeleně), stromy (červeně), obloha (modře) a anomálie (žlutě).

Autonomní traktor a jeho používání

Julian Sanchez, ředitel Emerging Technologies v John Deeru, spekuluje o potenciálních zkušenostech farmáře s autonomním strojem. Říká, že „zemědělec potřebuje pouze dopravit traktor na pole a nakonfigurovat jej na autonomní provoz“. Když je stroj na místě, lze jej spustit pomocí telefonu prostřednictvím aplikace. Traktor vydá jasné pípnutí a začne pracovat.

Výzvy moderního zemědělství

Deeanna Kovar, viceprezidentka divize Production and Precision AG společnosti John Deere vysvětluje: „Na farmě jsou vždy úkoly, které je třeba udělat. Mnohé z těchto prací jsou časově náročné a den pro jejich provedení nemá dostatek hodin. Zmeškání termínu citlivého na čas může mít tvrdý vliv na produktivitu farmy. Například když farmář zmešká optimální „časové okno“ na zasazení semen na jaře, může tento fakt snížit celkovou úrodu v daném roce.“

Problémem je i nedostatek pracovní síly. Průměrný zemědělec má více než 55 let a celková pracovní síla stárne. Čím více lidí se stěhuje z venkovského do městského prostředí, tento problém se ještě více zhoršuje. Plně automatizovaný traktor je potenciální řešení obou těchto problémů.

Traktory 8R mají flexibilitu pro řízení těchto časově citlivých a složitých úkolů v rámci jejich provozu ve velkém měřítku. Traktor zvládne některé práce, na které farmáři nemají čas.

V některých ohledech má automatizovaný traktor těžší práci než automatizované vozidlo. Auto potřebuje pouze bezpečně dostat cestující z bodu A do bodu B. Traktor má mnoho jiných starostí. Musí provádět přesnou práci, na přesné cestě a provádět úkoly, jako je příprava půdy, sázení semen, aplikace živin a sklizeň plodin.

Bonusy navíc

Traktor 8R může pracovat autonomně 24 hodin denně, 7 dní v týdnu a vyžaduje jen doplnění paliva každých 8–10 hodin. Během práce shromažďuje údaje v reálném čase, aby pomohl řídit každodenní produktivitu a logistiku, přičemž tyto údaje ukládá v operačním středisku pro budoucí strategické plánování. Autonomní traktor není jedinou high-tech novinkou, kterou tradiční výrobce zemědělské techniky letos plánuje uvést na trh. Další je postřikový systém See&Spray Select, ve kterém řada kamer s počítačovým zpracováním obrazu rozpoznává plevel od plodin a dokáže herbicid stříknout přímo na plevel. Dokáže správně detekovat přes devadesát procent plevele a ušetří tak více než sedmdesát procent herbicidu. Což je nákladově výhodné pro farmáře a dost podstatné pro životní prostředí.

Foto: John Deere, medium.com