Oavsett om det är att dra en fältkultivator, ett verktyg för vertikal jordbearbetning, eller en höghastighetsplanteringsmaskin, traktorn är en integrerad del av att få arbetet gjort på D-Dowson Farms. Det är också en plats som har blivit svårare att fylla.
"Att hitta arbetskraft har varit ett stort problem, " säger Steve Moffitt, som driver jordbruk med sin svärfar, Dean Dowson, och svågern Tim Eike och Scott Mundhenke.
Presenterad med en lösning som skulle automatisera ett av traktorns ansvar, Moffitt var både nyfiken och lite orolig. "Sabanto Ags autonoma mobila planteringsenhet är spännande, men jag var orolig att det skulle ta bort mitt jobb, " han säger.
Illinois-bonden är också en realist. "Som bönder, vi tror alltid att vi kan göra det bättre, billigare, och snabbare, men vår roll förändras. Vi börjar bära mer av en managementhatt än en traktorkörhatt. Den här tekniken tillåter oss att ge upp saker som ligger utanför vår effektivitetscirkel.”
"Vad jag börjar berätta för bönder, säger Scott Shearer, professor vid Ohio State University, "är att fokusera på fyra eller fem saker de är riktigt bra på och anställa resten."
Jordbruk som en tjänst
Genom åren, D-Dowson Farms har lagt till otaliga teknologier, som automatisk styrning och strängkontroll, för att effektivisera planteringen. På senare tid, verksamheten bytte ut sina uppgraderade redskap mot John Deeres ExactEmerge-planteringsmaskiner.
"Vi kunde gå från fem till fyra planteringsmaskiner eftersom de kan göra så mycket mer på en dag, " säger Moffitt.
I över 100 år, Deere har fokuserat på utrustningens produktivitet. Även om det fortfarande är först och främst, Julian Sanchez, direktör, framväxande teknologi för företaget, säger att industrin har nått ett tak för hur snabbt en maskin kommer att gå genom ett fält eller hur väl en motor är designad för att maximera sin effekt för traktorn och redskapet.
"Sättet att hålla den här banan igång är genom intelligensen på maskinen, säger Sanchez. "Under de kommande 10 åren, istället för att prata om hästkrafterna på utrustning, vi ska prata om dess IQ. Lantbrukare och maskinföretag kommer att mäta framgång genom hur intelligent ett fordon beter sig och de kontextuella beslut det fattar på fältet utan mänsklig inblandning.”
Cheferna på Sabanto Ag tror att det är ett bra ställe att börja utveckla en autonom plantering. "Att plantera är svårt och att hitta en skicklig operatör är ännu svårare, säger Craig Rupp, VD för Sabanto.
Under 2019, företaget farming-as-a-service (FaaS) planterade 160 tunnland sojabönor för D-Dowson Farms; det nästan fördubblade dessa tunnland denna växtsäsong.
FaaS tillhandahåller inte bara en färdig marknad för autonom utrustning utan det skapar också värde för bönder eftersom det minskar riskerna. Mer viktigt, Shearer säger att det erbjuder en möjlighet att betala för prestation.
En komplett lösning
Med sitt senaste köp av Dot Technology Corporation, Raven Industries tar ett annat tillvägagångssätt. Företaget säljer bl. på en mycket begränsad basis, Dot Power Platform tillsammans med redskap till odlare och återförsäljare för jordbruk.
På kort sikt, plattformen (bilden till vänster) kommer att köras i semiautonomt läge. Senare i år, Smart Ag-uppfattning och vägplaneringsteknik, som Raven förvärvade i november förra året, kommer att testas på enheten. Flytten kommer att tillåta Dot att utvecklas till en helt autonom lösning.
Att gå från högautomatiserat till full autonomi är ett stort steg, inte bara tekniskt utan också beteendemässigt.
"Vilka verktyg har vi att ge bonden så att han känner sig säker på att han kan övervaka ett helt autonomt system från kanten av en åker eller i en avlägsen miljö?" frågar Sanchez, lägga till att det är ungefär 95 % beredskapsnivå.
Det visar sig, att uppnå de sista 5 % är verkligen svårt. "Tänkesättet har varit låt oss gå autonoma, och låt oss ersätta, säger Sanchez. "När du tar ut människan ur hytten, du måste mycket avsiktligt ta reda på hur man håller den mest sofistikerade datorn vi känner – den mänskliga hjärnan – i mixen.”
"Hur ska den traktorn – utan förare – veta var den våta fläcken är på ett fält? Hur ska den veta att det kan finnas ett hjulspår?" frågor Jason Orr. "Jag känner att du måste ha förarinstinkten i hytten."
Bonden i Iowa säger också att han inte blev bonde för att sitta vid en dator hela dagen. ”Att vara på landet – känna på det och lukta på det – är terapi för mig. Det kommer att bli tufft att få mig ut ur planen."
Med en rad alternativ som utvecklas, det behöver inte vara antingen-eller.
"Autonomi kommer att vara en evolution i iterativ utveckling; vi kommer att se blandade flottor av semi- och helt autonoma maskiner arbeta tillsammans under lång tid, säger Wade Robey, verkställande direktör, Raven autonomi. "Det är så vi föreställer oss den framtida gården - en bonde arbetar på fältet med ett redskap, eller utför en viss uppgift, medan helt autonoma system fungerar i ett samarbete, samordnat sätt med honom för att minska arbetsbördan och förbättra säkerheten, effektivitet, och den övergripande ekonomin för verksamheten."
8 innovationer
Följande är åtta sätt att automatisera sysslor som att rensa ett fält av stenar och manövrera en spannmålsvagn.
Terraclear
SAMMANFATTNING: TerraClear förser jordbrukare med verktygen för att snabbt rensa ett fält från stenar med bara en operatör.
När Brent Frei arbetade tillsammans med sin 81-årige pappa och plockade sten sommaren 2017, Hjulen började snurra i den seriella teknikentreprenörens huvud.
"Trots att de äger flera typer av mekaniska stenplockare, vi plockade fortfarande stenar för hand i sommarvärmen, ” minns Frei.
Han kombinerar sin teknikdrivna problemlösning med stenplockningens slit, den fjärde generationens Idaho farm kid utvecklar en familj med tre lösningar – en flygtillverkad Rock Map, en minilastare eller traktormonterad plockare, och en autonom plockrobot för att modernisera denna urgamla syssla.
"Vår TerraClear-teknik gör det enklare att ta bort sten genom att flyga fältet med en drönare, som producerar en karta som visar storleken och läget för varje sten, säger Frei. "Kartan kan sedan användas för att resa en optimerad rutt direkt till oroande stenar. Utan att lämna maskinen, en enda operatör kan effektivt rensa stenar från fältet."
Hans företag håller för närvarande på att ta fram prototyper och testa alla tre koncepten. Varje plockare testas för plockningseffektivitet, produktivitet, robusthet, och säkerhet. Kartan är testad för noggrannhet, enkel användning, och handläggningstid.
"Den stora majoriteten av våra tester involverar att köra hela systemet från början till slut i fälten i Camas Prairie i Idaho, " han säger. "Våra bondepartners har varit särskilt hjälpsamma när det gäller produktfeedback, som vi ser som den viktigaste delen av våra tester.”
Mindre fristående delar av lösningen utvärderas också vid företagets inomhus- och utomhustestanläggningar under kontrollerade förhållanden för att minimera säsongsmässiga begränsningar.
Frei räknar med att släppa en version av varje på en begränsad basis under de kommande 18 månaderna, med den första lanseringen av kartläggning och plockning som en tjänst inom Idaho i år.
"Automatisering av vardagliga uppgifter som stenplockning kan befria bönder att fokusera på viktigare uppgifter, säger Frei. "En effektiv lösning för plockning av sten kommer positivt att förändra takten och produktiviteten i deras lantbruksverksamhet i nödtiden."
Läs mer:Terraclear.com
Smartcore
BOTTOM LINE: Rogo Ags robotbaserade jordprovtagningstjänst ger tre gånger mer exakta jorddata än traditionell jordprovtagning, så att bönder och tjänsteleverantörer kan öka gödseleffektiviteten med 10 %.
Felaktig insamling av jordprover är den svaga länken i marktestningsprocessen och i fertilitetshantering, tror Troy Fiechter.
"Resultat baserat på en felaktig jordkärna kan vara mer ekonomiskt skadlig än att inte få någon jordkärna alls, ” förklarar bonden från Indiana och examen från Purdue University. "Även med dagens automatiska jordprovtagare, det finns fortfarande inkonsekvenser med de faktiska kärnorna som ritas eftersom det finns potential att lämna en del av jorden bakom sig. De kan också vara delvis pluggade utan att korrigeras tillräckligt snabbt."
Genom att skapa SmartCore – en helt autonom maskin utrustad med en höghastighetsskruv som når önskat djup inom 1⁄8 tum – tror Fiechter att han säkerställer att hela kärnan fångas upp varje gång för förbättrad noggrannhet och repeterbarhet. Dessutom, en rengöringskrage eliminerar korskontaminering från prov till prov.
Utrustad med avancerad PPP GPS (lika med RTK) och navigationsprogrammering, SmartCore levererar fullständig repeterbarhet av varje jordkärna med precision på tumnivå, medan provtagning av fält två gånger snabbare än traditionella markprovtagningsmetoder.
Baserat på tester gjorda av Beck's Practical Farm Research, SmartCore sänker felet från minst 15 % vid traditionell jordprovtagning ner till 5 %.
"Om en bonde spenderar 75 dollar per hektar på fosfor, kalium, och lime, detta ökar lönsamheten med cirka 13 USD per hektar eftersom han minskar insatserna i de områden som inte behöver det, och ökar i områden som behöver det, säger Fiechter.
Hösten 2018 markerade SmartCores debut för sampling-som-en-tjänst. Hittills, företaget har tagit prov på 200, 000 hektar på fält från Pennsylvania till Kansas. Priserna varierar från $ 3 till $ 4 per acre för insamling av prover i standard rutstorlekar (2,5- och 5-acre rutnät). För insamling och analys, priserna varierar från $7 till $8 per acre.
Läs mer: rogoag.com
Rowbot
BOTTOM LINE: Rowbot vänder sig exakt till kväve, som eliminerar övermatning och avrinning samtidigt som avkastningen och lönsamheten maximeras.
Vid 2 fot bred och 7 fot lång, Rowbot är en självkörande robot som är smal nog att passa smidigt mellan majsraderna för att applicera gödsel i synk med majsbehov. Använda GPS och LiDAR för att navigera, maskinen sidobehandlar kväve exakt, eliminerar övermatning och avrinning.
För närvarande, Rowbot kan hantera fyra rader åt gången, enligt Kent Cavender-Bares, Rowbot Systems VD. Den samlar också in data under drift, som bonden sedan kan analysera för att ytterligare förbättra säsongsbeslut samt planera för kommande säsonger.
Det Minneapolis-baserade företaget planerar att lägga till avkänning i fält för att förbättra noggrannheten hos en modell som Adapt-N. Det kommer att testa konceptet under odlingssäsongen 2021.
Maskinen kan också blanda täckgrödor till hög majs. "Vi kommer också att tillhandahålla ytterligare täckningstjänster i höst på begränsade hektar över mellanvästern, " han säger.
År 2021, företaget förväntar sig en stor kommersiell distribution av Rowbot som en anpassad applikationstjänst. Rent generellt, priserna kommer att vara $10 till $15 per acre.
Läs mer: rowbot.com
Se och spraya
BOTTOM LINE: See &Spray-tekniken har potential att minska herbicidkostnaderna med 90 %.
Blue River Technology har utvecklat See &Spray – ett banbrytande tillvägagångssätt som använder datorseende och maskininlärning för att exakt spraya herbicider endast där ogräs finns.
Istället för att lita på mellanrum eller färg för att identifiera ogräs, See &Spray känner igen varje växt och bestämmer rätt behandling för varje, ständigt lärande allt eftersom. Robotmunstycken riktar sig mot oönskade växter i realtid när sprutan passerar genom fältet samtidigt som man undviker grödan eller områden utan ogräs.
Förvärvades av John Deere 2017, Tekniken är en viktig förmåga för företagets framtid.
"Ur en funktionell såväl som en värdesynpunkt, det är en stor byggsten för att hjälpa bönder att minska kemikalieanvändningen, och se var vi ville investera, säger Julian Sanchez, direktör, framväxande teknologi, John Deere . "Att ta in en kunskapsrik uppsättning människor i maskininlärningsområdet har också verkligen höjt våra möjligheter."
För närvarande, See &Spray kan identifiera skillnaderna mellan bomullsväxter och ogräs av många arter och storlekar. Tekniken har även testats i sojabönor.
Eftersom Deere vill ha en bred uppsättning exempel för att den artificiella intelligensen ska lära sig hur ett ogräs ser ut och hur det inte ser ut, Tekniken testas för närvarande i mellanvästern såväl som andra delar av världen på ytterligare grödor. Denna rika intelligens, Sanchez säger, kommer att påskynda utbyggnaden på flera marknader.
"Ett system som kan vara mycket selektivt och bara träffa ett område som verkligen behöver det kan leda till 50 % till 60 % besparingar enbart på kemikalier, " han säger. "När vi kommer dit vi kan göra det efter uppkomsten, vi kommer att se en besparing på 90 %.”
Deeres mål är att ha sitt första system kommersiellt tillgängligt inom de kommande två åren. Även om det ännu inte har bestämt vilken gröda den kommer att rikta in sig på initialt, företaget vill utveckla tekniken på ett sätt som passar bäst med en odlares nuvarande arbetsflöde och praxis.
"Vår plan är att lansera den på en plattform som en odlare är van vid och som han enkelt kan felsöka, säger Sanchez.
Läs mer: bluerivertechnology.com
Mobil planteringsenhet
BOTTON LINE: Sabanto Ags mobila planteringsenhet kan täcka cirka 500 hektar under 24 timmars kontinuerlig drift.
Att tänka om hur en gröda går i marken är i centrum för Sabanto Ags mobila planteringsenhet.
"Plantering är svårt, och att hitta en skicklig operatör som kan plantera är ännu svårare, ” säger vd Craig Rupp.
Farming-as-a-service-företaget har tillbringat två odlingssäsonger med att testa sitt system i sojabönsfält över Mellanvästern. Under sitt första år, en JCB 4220 Fastrac-traktor (235 hk) modifierades med hjälp av nuvarande teknologier (t.ex. GPS-mottagare, datorkontrollbox, och styrande ställdon) för att autonomt dra en 18-rads Harvest International-planteringsmaskin med 20-tumsrader.
Planteringsmaskinen var utrustad med Precision Plantings DeltaForce, vDrive, vSet, och CleanSweep. Nystartaren samarbetade med Climate FieldView för att samla in, Lagra, visualisera, och använda fältdata. Det samarbetade också med DigiFarm för att tillhandahålla cellulära RTK-korrigeringstjänster.
"Vårt mål för 2019 var 10, 000 hektar, men vi missade det, säger Rupp, som grundade Sabanto med Indianabonden Kyler Laird. "Vi skulle vilja skylla på den ovanligt blöta våren, men mjukvara och kommunikation var en utmaning. Det som är intressant med ag är att även om det kan se lätt ut på papper, när du väl försöker distribuera den i fält, du lär dig snabbt alla oförutsedda problem.”
De tunnland som planterades matchade eller översteg bondens tidigare skörd. "Vi kan inte bara plantera självständigt, men vi kan konkurrera när det gäller prestanda med konventionella planteringsmaskiner, säger Rupp.
För 2020, företaget använde fyra modifierade Kubota M5660SU-traktorer (60 hk) för att styra Harvest International-planteringsmaskiner med fem rader. Beslutet att gå med ett mindre fotavtryck baserades på vikt, kosta, relativ enkelhet att eftermontera, och enkel transport.
Systemet kan täcka cirka 500 hektar under 24 timmars kontinuerlig drift, men ändrader och uddar planteras fortfarande semiautonomt när processen fulländas. Företaget planerar att förbättra sin effektivitet genom självständiga anbudsförfaranden på fältet. För närvarande, enheter är programmerade att återvända till ett förutbestämt område för att fylla på förråd.
Rupp säger att Sabantos avgift är konkurrenskraftig med genomsnittliga planteringssatser som rapporterades i 2020 Iowa Farm Custom Rate Survey ($20,40 till $23,40 per acre).
Läs mer:sabantoag.com
Autocart
BOTTOT LINE: Smart Ag automatiserar en spannmålsvagnstraktor med förarlös teknik för att hjälpa till under skörden.
En av de mest hektiska tiderna under växtsäsongen, skörd handlar inte bara om att få bort skörden från åkern – det handlar också om logistik. En position som kräver noggrann uppmärksamhet och erfarenhet, spannmålsvagnsoperatören är avgörande för att koordinera denna komplexa operation, men att hitta en kvalificerad förare har blivit en utmaning.
Grundades 2015 av Colin Hurd, Iowa-baserade Smart Ag erbjuder en mjukvarulösning:Automatisera processen genom att köra en förarlös spannmålsvagn från tröskans hytte. AutoCart, tillsammans med en traktorautomatiseringssats, är ett plug-and-play-system som låter dig ställa in iscensättnings- och lossningsplatser i ett fält, justera hastigheten, övervaka plats, och beordra spannmålsvagnen att synkronisera exakt efter skördetröskans hastighet och riktning. Efter laddning, traktorn och spannmålsvagnen återgår automatiskt till en avlastningsplats.
Förvärvades av Raven Industries 2019, Smart Ag lägger till perceptions- och vägplaneringsmöjligheter till företagets precisionsverksamhet.
"När vi började bygga vår svit av autonomierbjudanden, vi bestämde oss för att inte investera i perception – hinderdetektion, identifiering av hinder, och undvikande av hinder – eftersom vi kände att det redan fanns ett antal spelare på fältet, säger Wade Robey, verkställande direktör, Raven autonomi. "Vi trodde att de skulle vara lättillgängliga för oss."
Förlita sig på tredje part, dock, begränsade Ravens förmåga att driva utvecklingen så snabbt som den ville. "Smart Ag-teamet har gjort ett fantastiskt jobb med att utveckla sin teknologi, säger Robey. "Det var en bra utgångspunkt för oss, och vi visste att vi kunde bygga vidare på det för att ytterligare förbättra dess förmågor.”
AutoCart, erbjuds kommersiellt i höst, inkluderar:
Ett automationssats för att göra spannmålsvagnstraktorn kapabel till förarlös drift.
Ett säkerhets- och uppfattningssystem ombord, vilket gör att den förarlösa traktorn kan upptäcka hinder i sin väg och stanna vid behov.
En skördarsats, som gör att skördetröskan eller skördaren kan ansluta till och styra traktorn. Tillgång till Raven Autonomy-plattformen med ett abonnemang på AutoCart-användarapplikationen.
Priset före återförsäljarrabatt är $55, 000.
Läs mer: ravenprecision.com
En komplett lösning
BOTTOM LINE: Dot är en mobil dieseldriven plattform som hanterar en mängd olika ag-redskap semiautonomt.
För ungefär tre år sedan, Raven Industries bestämde sig för att samarbeta med företag som ger autonomi till lantbruksmarknaden. Med förvärvet av Dot Technology Corporation 2019, det traditionella precisionsföretaget håller på att bli en utrustningstillverkare.
"Istället för att förlita sig på andra OEM-tillverkare för att utveckla en ram som vi sedan kan sälja teknologi till, Dot Power Platform ger oss möjligheten att ta vår teknik hela vägen till marknaden och till våra kunder, säger Wade Robey, verkställande direktör, Raven autonomi.
Utrustad med Raven-styrning, vägledning, och framdrivningsteknik, Dot är en mobil dieseldriven plattform designad för att hantera otaliga ag-redskap semiautonomt. När den väl är länkad, Dots U-formade ram och redskapet blir ett. En enda prick kan täcka upp till 4, 000 hektar.
För närvarande, det finns tre redskap – en Seedmaster Ultra DSR såmaskin, en Pattison Liquid System Connect PLU S120 spruta, och en ny Leader NL5000 G5 Crop Nutrient Applicator. Ravens vision är att lägga till fler redskapspartners för att öka Dots värde under hela säsongen.
Dot har varit kommersiellt tillgänglig på en mycket begränsad basis i Kanada sedan 2018. Raven tog samma tillvägagångssätt som det började sälja enheter i våras. I dag, kraftenheten kostar cirka $275, 000. Den genomsnittliga kostnaden för ett redskap är cirka 125 USD, 000.
"Vi har siktat in oss på en blygsam försäljning i västra Kanada den här våren, och vår initiala skörd är små korn som raps, säger Robey. "Vi kommer att fortsätta att utveckla Dot-plattformen med olika förbättringar och kommer också att ha ett antal enheter på området med utvalda kunder för att göra ytterligare validering och demonstration."
Eftersom Dot förfinas, plattformar för radgrödor som majs och sojabönor kommer att utvecklas.
Senare i år, Raven kommer att testa Smart Ag-uppfattning och vägplaneringsteknik, som det förvärvade i november förra året, på enheten. Flytten kommer att tillåta Dot att gå från en semi- till helt autonom lösning.
"Vi måste bli mer effektiva och hitta sätt att förbättra den totala produktiviteten, säger Robey. "Vi tror att autonomi kommer att ge resultat för att hjälpa jordbruket att möta framtidens krav."
Läs mer:ravenprecision.com
Robotar tar till himlen
BOTTOM LINE: Rantizo kan tillhandahålla exakta anpassade applikationer exakt där och när bönderna behöver dem för att få ut det mesta av sina åkrar.
Medan vissa företag väljer att stanna på marken, Rantizo använder drönare för att exakt applicera indata där och när de behövs. Genom att kombinera en DJI drönare, autonom hårdvara, och proprietär appprogramvara, plattformen är en helhetslösning som identifierar problemområden, diagnostiserar fältproblem, sprayar och applicerar nödvändiga behandlingar, och verifierar att problemen har åtgärdats korrekt.
Drönare kan göra mer än att bara ta bilder för fältdata. Rantizo använder denna data för att överbrygga klyftan från analys till handling, säger Michael Ott, VD för Rantizo.
Hittills, plattformen kan applicera vätskor, som bekämpningsmedel, och fasta ämnen som gödsel, täckfrö, och nyttiga insekter. Sedan lanseringen 2018, Rantizo har lagt till viktiga uppgraderingar. Den senaste, en Mix &Fill automatisk anbudsstation, ökar fältproduktiviteten från 14 tunnland per timme till 23 tunnland per timme.
Medan grundpriset för en DJI Agras MG-1P är 14 USD, 500, företaget säger att eftersom det anpassar sin lösning för att möta behoven hos en enskild verksamhet, slutpriserna varierar.
Dessutom, det finns för närvarande 25 licensierade, försäkrad, tränad, och certifierade applikationstjänsteentreprenörer som kan tillhandahålla skräddarsydda applikationstjänster för herbicider, insekticider, svampdödande medel, granulära gödselmedel, och täck frön.
I sommar planerar företaget att introducera en Load &Go-trailer tillsammans med den egenutvecklade Fly &Apply-appen. "Dessa tillägg kommer att ge en nyckelfärdig lösning för skräddarsydda sprutapplikatorer som vill tillhandahålla Rantizo-tjänster, säger Ott.
Femte generationens bonde Brian Pickering tror starkt på att använda teknik för att driva effektivitet och hållbarhet. Drönarteknik, han säger, passar perfekt för att hjälpa honom att uppnå det.
"Med en drönare kan jag spraya strax efter det regnar, medan en stor markrigg inte kan på grund av leriga förhållanden, säger Pickering, som också är en applikationstjänsteentreprenör hos Rantizo. "Med hjälp av flygbilder, du sprejar bara problemställena, vilket minskar kostnaderna, förhindrar översprutning, och bromsar resistensen mot bekämpningsmedel. Det är en vinst för bonden och miljön.”
