Hur kommer autonomi att förändra jordbruket?
Sedan traktorn ersatte hästen och vagnen för över ett sekel sedan har jordbruket fortsatt att gå mot full självständighet. Införandet av autostyrning var kanske det viktigaste steget i processen eftersom det var det första som automatiserade en uppgift som människor gjorde.
Nu börjar vi se tillverkare och företag introducera autonoma koncepttraktorer och helt autonoma redskap, vilket tar bort människor nästan helt från fältet.
Med fler och fler maskiner som ersätter typiska jordbruksroller leder det till frågan:Hur kommer autonomin att förändra jordbruket?
Nästa lösningar som liknar Autosteer
Även om du kanske föreställer dig jordbrukets framtid som autonoma robotar som hanterar varje fältuppgift medan bonden övervakar dem från bekvämligheten av sitt hem eller kontor, är den verkligheten fortfarande långt borta. Istället kommer att gå mot en sådan framtid att ske i små steg med tiden, precis som vi har sett jordbruket utvecklas till där vi är idag.
Nästa lösningar som vi kommer att se kommer ut på marknaden kommer att likna autostyrning och svängning i slutet av raden som NextSwath och TrueSwath, såsom hastighetskontroll och passplanteringar, vilket kommer att optimera ett pass när en bonde kör genom fältet.
Vi kommer också att börja se förarlösa traktorer styrda av någon i en annan traktor för att utföra enkla operativa domänaktiviteter som jordbearbetning. I autonomi definieras den operativa domänen av vad aktiviteten är och hur nära andra objekt är fordonet under aktiviteten.
Hur autonomi inom fordons- och vapenindustrin påverkar Ag
Jordbruket i allmänhet tenderar att ha en enklare operativ domän än andra industrier som använder autonoma fordon, eftersom vår verksamhet ofta sker på tomma fält. Bilindustrin har en mer komplex verksamhetsdomän eftersom deras autonoma fordon kör på livliga gator och motorvägar, där de möter fler fordon och föremål än du skulle se på en gård.
Även om jordbruks- och fordonsindustrin är väldigt olika, borde ag kunna dra nytta av de framsteg som gjorts inom bilindustrin. Eftersom miljarder dollar har satsats på forskning och utveckling för autonoma fordon, har biltillverkarna sett betydande kostnadsförbättringar för sina sensorer och bearbetningshårdvara. Genom att utnyttja denna kostnadseffektivitet i en enklare operativ domän bör jordbruket kunna ta ut autonoma lösningar till marknaden ännu snabbare.
Trimble har också en koppling till autonoma fordon som kommer att hjälpa till att ta fram autonoma lösningar till jordbruket, med flera divisioner som arbetar med autonomi, medan vår RTX-division har en RTX-certifierad lösning för fordon som Cadillac har integrerat i sina bilar. Vår XYZ-avdelning har en simuleringsmotor som gör att vi kan testa våra autonomialgoritmer innan vi sätter den på ett fordon, vilket gör att vi kan köra igenom testcykler mycket snabbare.
Vi har också vår Applanix-avdelning, som var involverad i det amerikanska försvarsdepartementets Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Grand Challenge, ett evenemang utformat för att "accelerera utvecklingen av autonoma fordonsteknologier som kan tillämpas på militära krav."
Försvarsindustrin står faktiskt inför mycket liknande utmaningar som de som ag-industrin står inför med autonomi. Liksom jordbruket kör deras fordon vanligtvis inte på tydligt definierade vägar och ibland finns det utmaningar som damm som kan göra det svårt för fordon att navigera i sin miljö. Sensorerna och tekniken som militären använder är mycket mer robusta och industrialiserade än de som används inom bilindustrin, vilket också gör dem mer lämpade för jordbruk.
Men en utmaning som är unik för jordbruket är att till skillnad från fordons- och militärindustrin handlar det inte bara om att automatisera fordonet. Inom jordbruket utförs en specifik uppgift när en traktor eller ett fordon kör över fältet. Fordonet är bara hästkrafter. Vilket innebär att i ag måste huvudfokus ligga på redskapet, själva jobbet som utförs.
Trimble Acquisitions stödjer framtida autonoma lösningar
Det är där vi kommer att se de största förbättringarna inom ag under de närmaste åren:se till att uppgiften utförs korrekt. Medan Trimble har navigerat fordon noggrant över fältet i över 15 år, har vi också gjort några nya förvärv för att hjälpa oss att få en bättre bild av omgivningen där ett fordon körs, vilket kommer att hjälpa oss att säkerställa att en autonom uppgift utförs som exakt som möjligt.
En av dessa är C3:s jordinformationssystem (SIS), som tar jordkärnor genom ett fält för att bedöma detaljerade jordegenskaper och skapa en karta över de olika jordtyperna på olika nivåer. Detta kan sedan användas för att bygga en större bild av varför ett fält beter sig på ett visst sätt, vilket sedan gör det möjligt för ett redskap att automatiskt anpassa sig baserat på jordtypsförhållanden.
Med förvärvet av Müller-Elektronik, världsberömt för sina redskapskontrollmekanismer, kan Trimble inte bara styra redskapen bättre utan få mer information från redskapet om hur det beter sig - vilket allt kommer att säkerställa att jobbkvaliteten förblir på en hög standard , oavsett om det är en människa i hytten eller om det är en autonom lösning i framtiden.
Hur autonomi kommer att påverka jordbrukare och industrin som helhet
Även om autonomi innebär att vi kommer att börja se färre människor fysiskt på maskiner på fältet, betyder det inte att det kommer att finnas färre personer som arbetar med verksamheten, eller att bönder kommer att vara mindre involverade i sina gårdar.
Istället kommer vi att se en förändring i jordbrukets roll.
Till exempel spenderar många bönder idag mycket tid på att interagera med bara den utrustning de kör genom en åker. Vi kommer att börja se en bonde som "herdar" två till tre fordon, medan någon annan kommer att ansvara för att fylla på fordonen med bränsle och eventuella insatser.
Det kommer att tillåta bönder att fokusera på aspekterna av sin verksamhet utanför att bara få jobbet gjort.
Mejeriindustrin är en direkt parallell till vad vi kommer att se i radodlingsgårdar. När autonom mjölkning antogs av små familjegårdar gick mjölkbönderna från att behöva gå ut klockan 4 på morgonen för att mjölka korna till att kunna ägna mer tid åt djurens välbefinnande och affärssidan av sin verksamhet, samt att ge dem en bättre balans mellan arbete och privatliv.
Fördelarna med autonoma lösningar kommer också att börja på samma sätt som vi för närvarande ser med de som redan finns på marknaden, såsom autostyrning, som inte bara har bidragit till att minska förarens stress och trötthet utan har gjort det möjligt för bönder att utföra jobbet bättre under längre perioder av tid, vilket har resulterat i högre produktivitet. Nya lösningar kommer främst att påverka arbetskraftskostnaderna, vilket inte bara inkluderar kostnaden för en anställd utan den sekundära kostnaden för att behöva hitta rätt personer för att utföra jobbet. Även om det kanske inte mäts i en balansräkning, tar det tid och resurser att leta efter och anställa rätt personer. Med autonoma fordon kommer bönder att spara pengarna de skulle ha betalat för arbete samtidigt som de undviker huvudvärken som är involverade i anställning, såväl som bestämmelser relaterade till arbetskraft.
Kostnaden och tillgängligheten av arbetskraft är en viktig drivkraft för autonoma lösningar i Europa, särskilt i ekologisk verksamhet, där uppgifter som att ta bort ogräs kräver mer intensivt, manuellt arbete. Europeiska bönder utmanas inte bara med att hitta människor som är villiga att göra jobbet, utan också de höga löner de måste betala dem, vilket i slutändan resulterar i högre matpriser. Med autonoma lösningar kommer detta inte bara att hjälpa böndernas resultat utan även konsumenternas fickböcker.
Det kan också bidra till att minska avfallet på jordbruksgårdar. Idag, när ett fält med sallad eller brassicas skördas, kommer skördetröskan att skörda hela skörden, oavsett om plantan är mogen och frisk. Sedan sorteras skörden och de som inte är lämpliga för marknaden kastas. Med autonoma lösningar finns det potential att ha en skördare igång flera gånger och bara välja de plantor som är mogna och färdiga, på grund av den lägre kostnaden förknippad med den processen. Detta minskar inte bara matsvinnet utan kan också bidra till att minska insatserna.
Arbetskraft är också en utmaning i Australien, där gårdarnas stora storlek gör det opraktiskt att ta emot säsongsarbetare. Medan den genomsnittliga gårdsstorleken i Japan bara är några få hektar, men med en åldrande bondbefolkning kommer autonoma lösningar sannolikt att bli nödvändiga för att tillgodose en brist på arbetskraft.
Autonomi och små gårdar
Även om omedelbara autonoma lösningar kommer att vara bäst lämpade för större företagsverksamheter, kan vi så småningom se det utvecklas för att bättre passa mindre gårdar.
I decennier har maskiner bara blivit större och större så att en bonde kunde täcka fler tunnland på kortare tid. Men med autonomi, istället för att ha sagt, en 40-fots spruta, kan du ha två 20-fots sprutor eller fyra 10-fots sprutor, och genom att kunna kontrollera dem alla får du fortfarande lika mycket arbete gjort i mindre tid.
Fördelen med att gå mot mindre autonom utrustning är trefaldig. En är att om du bara har en utrustning som en spruta som går ner, kan du inte få något arbete gjort förrän den är igång igen. Med flera mindre sprutor kommer du att kunna fortsätta arbeta och få minst hälften av jobbet gjort på samma tid.
Den andra fördelen är att mindre maskiner är lättare, vilket är bättre för marken när det gäller packning och förhoppningsvis bör skörden öka.
Slutligen är mindre maskiner billigare än större. Så små gårdar som inte har råd med och inte behöver en 40-fots spruta, kanske kan dra nytta av en autonom 10-fots spruta.
Men övergången mot mindre autonom utrustning är inte något som kommer att hända inom den omedelbara framtiden. En del av detta beror på att viktminskningen redan reduceras genom att göra utrustning i nuvarande storlek autonom. Mycket av vikten på traktorer idag är för förarens komfort. Genom att ta bort behovet av fjädring och andra funktioner som gynnar föraren, minskar du redan vikten och därmed mängden jordpackning som skapas.
Att gå till mindre fordon kommer också att kräva en total förändring av hur jordbruket sker idag. Du kan inte gå från en traktor på 200 hästkrafter ner till 100 hästkrafter och förvänta dig hälften av din produktivitet, eftersom den inte skalas på det sättet. Så även om autonomi gör det möjligt att ha flera, mindre delar av utrustning, kommer det att finnas en fördröjning mellan när dessa maskiner faktiskt kommer att tillverkas, eftersom marknaden för dem är mycket mindre. Som diskuterats i ett tidigare blogginlägg finns det en global trend att gårdar blir större i storlek.
Hur bönder kan förbereda sig för framtida autonomi
Med dessa autonoma lösningar vid horisonten, vad kan bönderna göra för att förbereda sig för framtiden?
Den goda nyheten är att när det gäller infrastruktur finns det inget specifikt som behöver skapas. På kort sikt kommer autonoma maskiner att integreras i befintliga arbetsflöden så hårdvaran och processerna som bönderna har kommer att förbli desamma. Och eftersom Trimble alltid har varit varumärkesagnostisk och kommer att fortsätta att vara framöver, kommer alla lantbrukare att kunna använda våra autonoma lösningar, oavsett val av utrustningstillverkare.
Istället kommer det primära fokus att ligga på "smarta" redskap. Till exempel kommer det att vara viktigt för en såmaskin att ha blockerings- och fröpopulationssensorer. Traktorer är å andra sidan relativt lätta att byta.
Odlare bör också undersöka sina åkrar och fysiska omgivningar, så att alla hinder som ett autonomt fordon kan stöta på antingen tas bort innan det går in på ett fält, eller åtminstone kartläggs så att maskinen är medveten om att den finns där.
Det är viktigt att komma ihåg att i början kommer dessa lösningar inte att vara perfekta. De kommer att förbättras och bli bättre med tiden.
Det kan vara bäst att tänka på dessa tekniker som att lära en son eller dotter hur man odlar, genom att börja med de enklaste uppgifterna som finns. Precis som du skulle få en ung blivande bonde att sköta bearbetning inne på fältet på raka styrlinjer medan du tar dig an udden och kretsarna, skulle det också vara en naturlig uppgift att sätta en autonom traktor på.
Det kommer att krävas en nivå av tekniska färdigheter som bönderna inte har behövt tidigare, men det är inget de bör oroa sig för. Jordbrukare behöver inte bli helt tekniskt kunniga ingenjörer. Istället kommer den medfödda tekniska kunskap som odlarna kommer att behöva i framtiden redan finnas i yngre generationer när de växer upp.
Det beror på hur barn idag interagerar med teknik. Det finns 10-åringar som undervisas i programmering i skolor, något som skulle ha varit ett ämne på universitetsnivå för 15 år sedan. De barnen kommer att ha samma tekniska erfarenhet och kunskap som en ingenjör på hög nivå för 15 år sedan skulle ha haft. Det finns redan inneboende teknisk kunskap inom nästa generation.
