Jordbruksrobotarna vi kommer att se inom en inte alltför avlägsen framtid kan likna den utrustning vi redan ser på fälten – men lurade ut med smarta, Internetanslutna förstärkningar som gör att maskinerna kan fungera helt på egen hand.
Det är vår takeaway, åtminstone, från den inledande AgBot Challenge på Gerrish Farms förra helgen, som hundratals intresserade personer – studenter, ingenjörer, industripartners, och robotentusiaster – härstammade från Rockville, Indiana, att se team demonstrera sina hemgjorda uppfinningar. Den specifika utmaningen, som de alla valde att acceptera:utveckla en obemannad såningsrobot som autonomt kunde plantera två frötyper i en halv mil långa rader, samtidigt som den ständigt spåras från en fjärrdator.
Detta var det första evenemanget i en planerad treårig serie, var och en riktar sig mot ett annat behov av gårdsdrift som studentteamen och entreprenörerna måste lösa. Det finns pengar i det, med kontantpriser till de tre bästa lagen, men också potentiella möjligheter:med sponsorer som Yamaha, AGCO, John Deere, och andra närvarande, det är uppenbart att branschledare har ett öga på vad som kommer och kan ta del av en del av den unga talangen.
Ljusa idéer
Talare Mark Young, teknisk chef för The Climate Corporation, startade evenemanget genom att dra paralleller mellan 1960-talets rymdkapplöpning och den nuvarande strävan att föra in tillförlitlig data och robotteknik i jordbruket. Han misstänker att datavetenskap kommer att vara normen inom jordbruket inom fem år, och anser att unga människor "inte har någon partiskhet" mot det, eftersom, "De har aldrig fått höra att det inte är möjligt."
Han lämnade några avskedsord till konkurrenterna, också:"Om allt går rätt för dig idag, du har förmodligen inte ansträngt dig tillräckligt."
Alla måste ha försökt mycket hårt , eftersom nästan alla lag stötte på motgångar, stora som små. Det är viktigt att notera att det här är små grupper som arbetar med begränsade resurser – men gränslös talang, det verkar – i ett segment av robotindustrin som fortfarande är väldigt nytt. Att team överhuvudtaget producerade funktionella prototyper verkade vara en imponerande bedrift.
I sista hand, av de 10 anmälda lagen, bara fem hade robotar som dök upp – och bara två av dem var fullt fungerande och kunde utföra uppgiften i fält.
Ett par lag drabbades av missöden under timmarna före evenemanget. Indiana University – Purdue University Indianapolis hade den minsta roboten vid utmaningen – inte större än ett litet barns trehjuling – och den var tänkt som en del av ett team av robotar som kunde patrullera en bondes åkrar och vidarebefordra data. Dock, kontrollanten blåste kvällen innan, lämnar dem inget sätt att styra sina rörelser.
Indiana University-Purdue University Indianapolis-teamet föreställde sig en grupp av dessa mindre robotar som sådde landet, men kontrollenheten gick sönder innan händelsen.
En annan icke-funktionell prototyp kom från ingenjören Nathan Muchowski, som kom ner från Muchowski Farms uppe i Odessa, Saskatchewan, Kanada. Hans robot, en automatisk hybridelbil, var självbyggd och programmerad under de senaste månaderna – men designen, som sätter hjulen inuti ramen, hjälpte till att leda till en trasig axel kvällen före händelsen. Fortfarande, Muchowskis koncept fick resonans hos domarna och delade på tredje plats med ett annat lag, Pee Dee Precision från South Carolina, och kommer att dela på $20, 000 pris.
Muchowski Farms agbot hade många ivriga åskådare, men en trasig axel hindrade den från att försöka utmaningen.
South Carolinas Pee Dee Precision presenterar sin tredjeplatsvinnande agbot (fortfarande på en trailer).
Verkliga resultat
Lyckligtvis, de två teamen med arbetande agbots imponerade på både domare och deltagare. Purdue Universitys team vann andraplatsen $30, 000 pris med den största lösningen till hands:en lastare modifierad och utökad med ansluten teknik. Massor av kablar och till och med en vanlig hemmarouter var synliga från den öppna hyttdörren, och när man går ut på fälten, lastaren slutförde jobbet och gav fjärrkameravyer till operatören via datorn.
Inuti Purdues agbot-hytt:massor av kablar – och en router, för.
Purdues konverterade lastare hade en varning:trots att den är autonom, skolan krävde att de hade passagerare av ansvarsskäl.
Projektet var ett samarbete mellan Purdue Agriculture och elever från South Newton high school i Kentland, Indiana, och teamet föreslog att dess inställning skulle tillåta bönder att vara "proaktiva istället för reaktiva på en daglig basis." Fördelarna skulle inkludera ökad produktivitet och 24/7 jordbrukskapacitet med endast en operatör som övervakar flera robotar på avstånd, samt frö- och lagerspårningsmöjligheter.
Alla trepunktslastare kan fungera med Purdues maskin, och teamet planerade att utöka antalet rader som det kunde plantera samtidigt efter evenemanget.
I sista hand, den vinnande uppfinningen kom hela vägen från University of Regina i Saskatchewan, Kanada, som en trio av studenter inom industrisystemteknik – med hjälp av en alumn – förvandlade sitt slutstensprojekt till en AgBot Challenge-seger. Precis som andra lag, Regina-truppen hade några problem att brottas med:Efter att deras robot tagit sig in på fältet, kommunikationslänken mellan den och den bärbara datorn misslyckades, och rörelsen stannade i ett par minuter medan åskådare väntade oroligt.
University of Reginas vinnande agbot sådde landet självständigt, fylla i flera rader och nära matcha den datorritade banan.
University of Reginas teammedlemmar ses titta på livefeedbacken medan deras drönare såddar det närliggande fältet.
Det var bara ett tillfälligt hinder, dock, och den modifierade traktorn fullbordade flera rader av fröplantering på fältet utan mänsklig kontroll eller ens en person ombord. Det som verkligen verkade imponera på deltagarna var noggrannheten i dess rörelser och det polerade fjärranvändargränssnittet, som använde GPS-koordinater och kartöverlägg för att visa robotens rörelser. Vägen den följde var nästan perfekt matchad med projektionen.
Teamet – bestående av eleverna Sam Dietrich med Caleb och Joshua Friedrick, tillsammans med civilingenjörsteknologen Dean Kentai – prisades för sin arbetsmoral dygnet runt under dagarna före evenemanget. Faktiskt, medlemmarna kunde inte hittas i början av prisutdelningen, när de skulle pyssla med roboten igen. Det hårda arbetet och de långa nätterna lönade sig när laget vann $50, 000 med högsta pris.
Ännu en omgång framåt
Det kan dröja år innan mer polerat, professionella autonoma robotar strövar omkring på Amerikas fält, men evenemanget syftar till att ahem, plantera fröna i ungarna, kreativa hjärnor som i slutändan skulle kunna driva revolutionen.
Nästa år, AgBot Challenge kommer att rikta sin uppmärksamhet mot identifiering och avlägsnande av ogräs och skadedjur; utmaningsspecifikationer kommer att släppas den 23 maj. Och under 2018, Utmaningen kommer att fokusera på autonom skörd. Allt sagt, treårsplanen hoppas kunna producera ett brett utbud av koncept för att hjälpa till att förverkliga framtiden för jordbruksrobotik.
Med tanke på entusiasmen kring årets uppgörelse, arrangörerna har beslutat att förlänga seedningsfasen av tävlingen till 2017, också. Det kommer att tillåta team att lära av årets framgångar och misstag, och vidareutveckla tekniken i ytterligare 12 månader – och övervakarna förväntar sig att intresset kommer att skjuta i höjden efter detta första steg, ta med ännu fler team och branschobservatörer i striden.
"Jag ser det här växa ganska snabbt, ” medger Rachel Gerrish, verksamhetschef på AirBridge, som tillhandahållit de mobila spårningsantennerna. "Jag hoppas och ser också att många människor i ag-branschen börjar ta till sig robotik."
