Tractor sin conductor - Driverless tractor
Un tractor sin conductor es un vehículo agrícola autónomo que ofrece un gran esfuerzo de tracción (o par) a velocidades lentas con fines de labranza y otras tareas agrícolas. Se considera sin conductor porque funciona sin la presencia de un ser humano dentro del tractor . Al igual que otros vehículos terrestres no tripulados , están programados para observar de forma independiente su posición, decidir la velocidad y evitar obstáculos como personas, animales u objetos en el campo mientras realizan su tarea. Los diversos tractores sin conductor se dividen en tecnología totalmente autónoma y autonomía supervisada. La idea del tractor sin conductor apareció ya en 1940, pero el concepto ha evolucionado significativamente en los últimos años. Los tractores utilizan GPS y otras tecnologías inalámbricas para cultivar la tierra sin necesidad de un conductor. Operan simplemente con la ayuda de un supervisor que monitorea el progreso en una estación de control o con un tractor tripulado a la cabeza.
Historia
La idea de un tractor sin conductor ha existido desde 1940, cuando Frank W. Andrew inventó el suyo. Para guiar su tractor sin conductor, se colocaba un barril o una rueda fija en el centro del campo y alrededor se enrollaba un cable sujeto a un brazo de dirección en la parte delantera del tractor. En la década de 1950, Ford desarrolló un tractor sin conductor al que llamaron "El Sniffer", pero nunca se fabricó porque no se podía operar sin pasar cables subterráneos por el campo. No hubo grandes avances en las tecnologías de tractores sin conductor hasta 1994, cuando los ingenieros del Instituto de Investigación Silsoe desarrollaron el sistema de análisis de imágenes, que se utilizó para guiar un pequeño tractor sin conductor diseñado para cultivos de hortalizas y raíces. Este nuevo tractor también podía manejar ligeros giros en cabeceras.
Las tecnologías actuales de tractores sin conductor se basan en desarrollos recientes en vehículos no tripulados y tecnología agrícola. Un tractor se define como un potente vehículo motorizado con huellas grandes y pesadas, que se utiliza para tirar de maquinaria agrícola y otros vehículos. Más comúnmente, el término se usa para describir un vehículo agrícola que proporciona la potencia y la tracción para mecanizar las tareas agrícolas. La agricultura de precisión fue un cambio importante en la tecnología que se produjo en la década de 1980. El resultado fueron tractores que los agricultores manejaban con la ayuda de dispositivos GPS y computadoras de a bordo. La agricultura de precisión se enfoca en maximizar los rendimientos utilizando recursos mínimos. Con la ayuda de dispositivos GPS y computadoras, los agricultores podrían usar los tractores de manera más eficiente.
A continuación, los ingenieros trabajaron en tractores semiautomáticos. Estos tractores tenían conductores, pero los conductores solo tenían que conducir al final de cada fila. Posteriormente, surgió la idea de un tractor sin conductor en 2011 y 2012.
Los tractores sin conductor se crearon inicialmente para seguir a un tractor principal (con conductor). Esto permitiría que un conductor hiciera el doble de trabajo usando lo que se llama tecnología "sígueme". El tractor sin conductor seguiría a un tractor líder entre los campos como lo haría un trabajador contratado. Ahora, sin embargo, las tecnologías de los tractores sin conductor se han movido hacia la autonomía o el funcionamiento independiente.
Tecnología
El tractor sin conductor es parte de un movimiento para aumentar la automatización en la agricultura. Otras tecnologías autónomas de este tipo que se utilizan actualmente en la agricultura incluyen el ordeño automático y los recolectores de fresas automáticos. Desarrollar una tecnología de este tipo es difícil. Para que tenga éxito, el tractor debe ser capaz de seguir tareas deterministas (una tarea que se define antes de comenzar, como un camino a seguir en un campo), tener un comportamiento reactivo (la capacidad de reaccionar ante una situación desconocida como un obstáculo en el camino) y tener respuestas reflexivas (tomar una decisión sin dudarlo o realizar cálculos que consuman mucho tiempo, como cambiar el ángulo de dirección si es necesario). En última instancia, el tractor debe imitar a un humano en su capacidad para observar la posición espacial y tomar decisiones como la velocidad.
Cómo funciona la tecnología
La tecnología del tractor sin conductor ha ido evolucionando desde sus inicios en la década de 1940. Ahora existen varios enfoques diferentes para construir y programar los tractores.
Autonomía total
Actualmente, la mayoría de los tractores totalmente autónomos navegan utilizando láseres que rebotan señales en varios transpondedores móviles ubicados alrededor del campo. Estos láseres van acompañados de radios de 150 MHz para hacer frente a problemas de visibilidad directa. En lugar de conductores, los tractores tienen controladores. Los controladores son personas que supervisan los tractores sin estar dentro de ellos. Estos controladores pueden supervisar múltiples tractores en múltiples campos desde una ubicación.
Otra tecnología de tractor totalmente autónoma implica el uso del sistema eléctrico nativo (o bus CAN ) del tractor o equipo agrícola para enviar comandos. Utilizando el posicionamiento GPS y la retroalimentación por radio, el software de automatización gestiona la trayectoria del vehículo y controla los implementos agrícolas. Un receptor de radio modernizado y una computadora de a bordo se utilizan generalmente para recibir comandos de la estación de comando remota y traducirlos en comandos del vehículo, como dirección, aceleración, frenado, transmisión y control de implementos. Las tecnologías de sensores como lidar mejoran la seguridad al detectar obstáculos imprevistos y reaccionar ante ellos.
Autonomía supervisada
Los tractores que funcionan con autonomía supervisada (tecnología automatizada, pero con un operador supervisor presente) utilizan tecnología y comunicación de vehículo a vehículo (V2V). Hay una conexión inalámbrica entre los dos tractores para intercambiar y compartir datos. El tractor líder (con un operador) determina la velocidad y la dirección que luego se transmite al tractor sin conductor para imitar.
La seguridad
El tractor sin conductor se considera controvertido en términos de seguridad y aceptación pública. Un tractor que funciona sin conductor pone nerviosas a algunas personas. Crear tecnología que se mantenga segura en todos los escenarios en los que podría ocurrir una falla requiere mucha programación y tiempo. En cuanto a la detección de movimiento, los tractores cuentan con sensores para detenerlos si detectan objetos en su camino como personas, animales, vehículos u otros objetos de gran tamaño.
Fabricantes de tractores sin conductor
Hay varios fabricantes primarios que han estado buscando activamente producir un tractor sin conductor comercializable y han avanzado hacia prototipos sustanciales y la producción en masa de sus productos. Los principales fabricantes actuales son John Deere , Autonomous Tractor Corporation, Fendt y Case IH .
John Deere
John Deere ha tenido una gran influencia en el desarrollo de la tecnología agrícola automatizada. A principios de 2008, Deere and Company lanzó su producto de guía ITEC Pro, un sistema automatizado basado en tecnología de posicionamiento global que automatiza las funciones del vehículo, incluidos los giros finales. John Deere tiene actualmente un prototipo en desarrollo. En lugar del uso de láseres, el tractor utiliza dos antenas de domo de 6 pulgadas que reciben señales de un satélite de posicionamiento global. A partir de estas señales de satélite, el tractor sigue una ruta previamente programada a través de un mapa electrónico. Estas antenas también son para que los operadores humanos controlen el tractor si las señales de satélite tienen problemas para penetrar en edificios o vegetación densa.
Corporación Autónoma de Tractores
En enero de 2012, Terry Anderson estableció una empresa llamada Autonomous Tractor Corporation (ATC) ubicada en Dakota del Norte. El tractor sin conductor SPIRIT es un producto de ATC. Anderson pensó que los tractores se estaban volviendo más grandes y más caros sin mejorar en calidad. Así salió de su retiro para crear el ESPÍRITU. Los tractores que Anderson ayudó a crear se hicieron inicialmente para seguir un tractor principal (que tiene un conductor), pero ahora se están moviendo hacia un funcionamiento independiente. Anderson probó modelos a media escala de su diseño de tractor automatizado en su segunda casa en Texas. Presentó su modelo en el Big Iron Farm Show en septiembre de 2012. Anderson declaró que su objetivo es construir 25 unidades de su tractor automatizado en 2013 y venderlas a un precio de descuento para que los agricultores las prueben.
Fendt
Fendt, parte de la corporación AGCO, también ha estado trabajando en un tractor sin conductor. En 2011 en Hannover en la feria Agritechnica, Fendt presentó su modelo de tractor sin conductor llamado GuideConnect. El GuideConnect es un tractor programado para reflejar los movimientos de otro tractor. Un tractor conducido por un operador maniobra a través de un campo o cultivos y es seguido por un tractor sin conductor. El tractor líder controlado por el conductor puede evitar obstáculos con el tractor sin conductor siguiendo su camino. En lugar de centrarse en una pieza de tecnología completamente independiente, Fendt hizo GuideConnect para trabajar junto con la maquinaria controlada por el operador. GuideConnect está conectado mediante navegación por satélite y radio al tractor conducido por el operador.
Caso IH
Case IH es una empresa creada por la fusión de JI Case Company e International Harvester . La compañía ahora opera bajo CNH Global , pero los tractores todavía tienen la marca Case IH. Los tractores sin conductor producidos por Case IH se denominan "autonomía supervisada". Un tractor conducido por una persona es seguido por una maquinaria autónoma que copia la dirección y la velocidad del tractor anterior. Hay un conductor inicial, pero la tecnología autónoma está presente en el segundo tractor. Las dos máquinas funcionan con tecnología V2V, que es la comunicación de vehículo a vehículo. En 2016, Case presentó su último concepto autónomo, un tractor de cultivo en hileras de cables del modelo Magnum que podía funcionar de forma autónoma.
Kits de mejora de tractor
También se pueden agregar sistemas de dirección autónomos a los tractores sin conductor para hacerlos sin conductor.
Robótica de la bandera del oso
Bear Flag Robotics crea tecnología autónoma para tractores agrícolas. El modelo comercial es adquirir las máquinas de los OEM (John Deere, Case New Holland, Agco), equiparlas con sensores, actuadores y computación y luego proporcionárselas a los productores.
Ver también
- Coche sin conductor de Google
- Robot agrícola
- Maquinaria de agricultura
- Agricultura de precisión
- Vehículo eléctrico