Trator sem condutor - Driverless tractor

A Case IH utiliza a tecnologia "siga-me" e a comunicação veículo-a-veículo com um trator sem motorista que segue um operado por uma pessoa.

Um trator sem condutor é um veículo agrícola autônomo que oferece um alto esforço de tração (ou torque) em baixas velocidades para fins de cultivo e outras tarefas agrícolas. É considerado sem condutor porque opera sem a presença de um ser humano dentro do próprio trator . Como outros veículos terrestres não tripulados , eles são programados para observar de forma independente sua posição, decidir a velocidade e evitar obstáculos como pessoas, animais ou objetos no campo durante a execução de suas tarefas. Os vários tratores sem condutor são divididos em tecnologia totalmente autônoma e autonomia supervisionada. A ideia do trator sem motorista surgiu já em 1940, mas o conceito evoluiu significativamente nos últimos anos. Os tratores usam GPS e outras tecnologias sem fio para cultivar terras sem exigir um motorista. Eles operam simplesmente com o auxílio de um supervisor monitorando o andamento em uma estação de controle ou com um trator tripulado à frente.

História

A ideia de um trator sem motorista existe desde 1940, quando Frank W. Andrew inventou o seu próprio. Para guiar seu trator sem condutor, um barril ou roda fixa seria colocado no centro do campo e em torno dele seria enrolado um cabo preso a um braço de direção na frente do trator. Na década de 1950, a Ford desenvolveu um trator sem motorista que chamou de "The Sniffer", mas ele nunca foi produzido porque não podia ser operado sem passar fio subterrâneo pelo campo. Não houve grandes avanços nas tecnologias de tratores sem condutor até 1994, quando engenheiros do Instituto de Pesquisa Silsoe desenvolveram o sistema de análise de imagens, que era usado para guiar um pequeno trator sem condutor projetado para plantações de vegetais e raízes. Este novo trator também pode lidar com curvas leves nas cabeceiras.

As tecnologias atuais de tratores sem condutor baseiam-se em desenvolvimentos recentes em veículos não tripulados e tecnologia agrícola. Um trator é definido como um poderoso veículo motorizado com grandes e pesados ​​passos, usado para puxar máquinas agrícolas e outros veículos. Mais comumente, o termo é usado para descrever um veículo agrícola que fornece a força e a tração para mecanizar tarefas agrícolas. A agricultura de precisão foi uma grande mudança na tecnologia que ocorreu na década de 1980. O resultado foram tratores que os agricultores dirigiram com a ajuda de dispositivos GPS e computadores de bordo. A agricultura de precisão se concentra em maximizar os retornos ao mesmo tempo em que usa recursos mínimos. Com a ajuda de dispositivos GPS e computadores, os agricultores puderam usar os tratores com mais eficiência.

Em seguida, os engenheiros trabalharam em tratores semiautomáticos. Esses tratores tinham motoristas, mas os motoristas só precisavam virar no final de cada linha. Posteriormente, a ideia de um trator sem condutor surgiu em 2011 e 2012.

Os tratores sem condutor foram inicialmente criados para seguir um trator principal (com um condutor). Isso permitiria que um driver fizesse o dobro do trabalho usando a tecnologia chamada "siga-me". O trator sem motorista seguiria um trator líder entre os campos, exatamente como um trabalhador faria. Agora, no entanto, as tecnologias de trator sem condutor avançaram em direção à autonomia, ou funcionamento independente.

Tecnologia

O trator sem motorista faz parte de um movimento para aumentar a automação na agricultura. Outras tecnologias autônomas atualmente utilizadas na agricultura incluem ordenha automática e colhedores automáticos de morango. Desenvolver tal tecnologia é difícil. Para ter sucesso, o trator deve ser capaz de seguir tarefas determinísticas (uma tarefa que é definida antes de começar, como um caminho a seguir em um campo), ter comportamento reativo (capacidade de reagir a uma situação desconhecida como um obstáculo no caminho) e têm respostas reflexivas (tomar uma decisão sem hesitação ou cálculos demorados, como alterar o ângulo de direção, se necessário). Em última análise, o trator deve imitar um ser humano em sua capacidade de observar a posição espacial e tomar decisões como velocidade.

Como funciona a tecnologia

A tecnologia do trator sem motorista vem evoluindo desde seu início na década de 1940. Existem agora várias abordagens diferentes para construir e programar os tratores.

Autonomia total

Atualmente, a maioria dos tratores totalmente autônomos navega usando lasers que refletem sinais de vários transponders móveis localizados ao redor do campo. Esses lasers são acompanhados de rádios de 150 MHz para lidar com problemas de linha de visão. Em vez de motoristas, os tratores possuem controladores. Controladores são pessoas que supervisionam os tratores sem estar dentro deles. Esses controladores podem supervisionar vários tratores em vários campos a partir de um local.

Os tratores compactos sem condutor executam tarefas de pulverização totalmente autônomas em um vinhedo do Texas.

Outra tecnologia de trator totalmente autônoma envolve o uso do sistema elétrico nativo (ou CAN bus ) do trator ou equipamento agrícola para enviar comandos. Usando o posicionamento GPS e feedback de rádio, o software de automação gerencia o caminho do veículo e controla os implementos agrícolas. Um receptor de rádio retrofit e um computador de bordo são geralmente usados ​​para receber comandos da estação de comando remoto e traduzi-los em comandos do veículo, como direção, aceleração, frenagem, transmissão e controle do implemento. As tecnologias de sensores, como lidar, melhoram a segurança ao detectar e reagir a obstáculos imprevistos.

Autonomia supervisionada

Os tratores que funcionam com autonomia supervisionada (tecnologia automatizada, mas com a presença de um operador supervisor) utilizam tecnologia e comunicação veículo-a-veículo (V2V). Há uma conexão sem fio entre os dois tratores para trocar e compartilhar dados. O trator líder (com um operador) determina a velocidade e a direção que são então transmitidas ao trator sem condutor para imitar.

Segurança

O trator sem condutor é considerado polêmico em termos de segurança e aceitação do público. Um trator operando sem motorista deixa algumas pessoas nervosas. A criação de uma tecnologia que permaneça segura em todos os cenários em que a falha possa ocorrer leva muito tempo e programação. Em termos de detecção de movimento, os tratores possuem sensores para pará-los caso detectem objetos em seu caminho, como pessoas, animais, veículos ou outros objetos grandes.

Fabricantes de tratores sem condutor

Existem vários fabricantes primários que têm procurado ativamente produzir um trator sem condutor comercializável e avançaram em direção a protótipos substanciais e produção em massa de seus produtos. Os principais fabricantes atuais são John Deere , Autonomous Tractor Corporation, Fendt e Case IH .

John Deere

A John Deere teve uma forte influência no desenvolvimento de tecnologia agrícola automatizada. No início de 2008, a Deere and Company lançou seu produto de orientação ITEC Pro, um sistema automatizado baseado na tecnologia de posicionamento global que automatiza as funções do veículo, incluindo curvas finais. A John Deere atualmente tem um protótipo em desenvolvimento. Em vez do uso de lasers, o trator usa duas antenas de domo de 6 polegadas que recebem sinais de um satélite de posicionamento global. Com base nesses sinais de satélite, o trator segue uma rota previamente programada por meio de um mapa eletrônico. Essas antenas também servem para operadores humanos controlarem o trator se os sinais de satélite tiverem problemas para penetrar em prédios ou vegetação densa.

Autonomous Tractor Corporation

Em janeiro de 2012, Terry Anderson fundou uma empresa chamada Autonomous Tractor Corporation (ATC) localizada em Dakota do Norte. O trator sem motorista SPIRIT é um produto da ATC. Anderson achava que os tratores estavam ficando maiores e mais caros, mas não melhorando em qualidade. Ele, portanto, saiu da aposentadoria para criar o ESPÍRITO. Os tratores que Anderson ajudou a criar foram inicialmente feitos para seguir um trator principal (que tem um motorista), mas agora estão se movendo em direção a um funcionamento independente. Anderson testou modelos em meia escala de seu projeto de trator automatizado em sua segunda casa no Texas. Ele apresentou seu modelo no Big Iron Farm Show em setembro de 2012. Anderson afirmou que sua meta é construir 25 unidades de seu trator automatizado em 2013 e vendê-las com desconto para os agricultores testarem.

Fendt

Fendt, parte da empresa AGCO, também está trabalhando em um trator sem motorista. Em 2011, em Hanover, na feira Agritechnica, a Fendt apresentou seu modelo de trator sem motorista chamado GuideConnect. O GuideConnect é um trator programado para espelhar os movimentos de outro trator. Um trator conduzido por um operador manobra através de um campo ou plantações e é seguido por um trator sem condutor. O trator principal controlado pelo motorista pode evitar obstáculos com o trator sem motorista seguindo seu caminho. Em vez de se concentrar em uma peça de tecnologia completamente independente, a Fendt fez o GuideConnect trabalhar em conjunto com máquinas controladas pelo operador. O GuideConnect é conectado por navegação por satélite e rádio ao trator acionado pelo operador.

Case IH

Case IH é uma empresa criada pela fusão de JI Case Empresa e International Harvester . A empresa agora opera sob a CNH Global , mas os tratores ainda têm a marca Case IH. Os tratores sem condutor produzidos pela Case IH são chamados de "autonomia supervisionada". Um trator conduzido por uma pessoa é seguido por uma máquina autônoma que copia a direção e a velocidade do trator anterior. Existe um motorista inicial, mas a tecnologia autônoma está presente no segundo trator. As duas máquinas operam com tecnologia V2V, que é a comunicação veículo a veículo. Em 2016, a Case revelou seu mais recente conceito autônomo, um trator de cultivo em linha sem cabine do modelo Magnum que poderia operar de forma autônoma.

Kits de atualização de trator

Sistemas de direção autônoma também podem ser adicionados a tratores sem condutor para torná-los sem condutor.

Bear Flag Robotics

A Bear Flag Robotics desenvolve tecnologia autônoma para tratores agrícolas. O modelo de negócios é adquirir as máquinas dos OEMS (John Deere, Case New Holland, Agco), equipá-las com sensores, atuadores e computadores e, em seguida, fornecê-los aos produtores.

Veja também

Notas