Беспилотные технологии и сельское хозяйство

Когда мы говорим о сельском хозяйстве, воображение рисует поле, на котором фермер обрабатывает его на своём тракторе. Но время и прогресс вскоре изменят эту картину, поскольку население нашей планеты растет, а с ним растут потребности. Со временем, между фермерами и их оборудованием особые отношения сохраняться, однако в поле машины будут выполнять большую часть работы самостоятельно.

К 2050 году население нашей планеты достигнет цифры в девять миллиардов человек согласно исследованиям Всемирной продовольственной организации при ООН. И одной из общих задач будущего поколения станет вопрос обеспечения населения достаточным количеством продуктов питания. Это представляет серьезную проблему для сельскохозяйственной отрасли. Фермерам потребуется собирать больше урожая с меньшего количества гектар, при этом находить достаточное количество квалифицированной рабочей силы. Ответом на этот вызов станет беспилотная сельскохозяйственная техника. Даже самый опытный и искусный водитель трактора не может тягаться с точностью машин, не имеющих усталости. Беспилотные технологии для агропромышленного комплекса могут обеспечить обработку полей не только с точностью до 1 сантиметра, но и непрерывную многочасовую работу - это именно то, в чем нуждается сельское хозяйство двадцать первого века.

Потерю урожая, например, если мы говорим о картофеле, можно предотвратить еще в процессе его посадки. Автономную машину можно запрограммировать таким образом, чтобы каждая картофелина была посажена на четко определенном месте. И более того, машина работает не только быстро, но и без обедов и перекуров.

Помимо высокой точности, беспилотная сельхозтехника позволяет бережно использовать имеющиеся ресурсы. Например, удобрения и пестициды можно распылять только там, где это действительно необходимо, в то время как обычно они применяются сразу по всему полю. Руководитель B&R по направлению мобильная автоматизация, Штефан Таксер подчеркивает: «Это (прим. пер. целевая доставка удобрений и пестицидов) поможет аграриям снизить расходы, одновременно повысив урожайность, поскольку каждое растение получит удобрения в нужном объеме."

Кроме того, вред, оказываемый на окружающую среду, будет значительно сокращен. Такие трудоемкие задачи, как прополка и вспахивание полей, также могут выполнять беспилотные машины. "Беспилотная сельскохозяйственная техника - это решение нехватки квалифицированной рабочей силы в агропромышленном комплексе", - констатирует Штефан Таксер. Машины также помогут избавить человека от напряженной и монотонной работы.

Для выполнения сельскохозяйственных задач автономной технике необходимо собирать большое количество данных с различных датчиков. Соответственно, эти данные должны быть обработаны в кратчайшие сроки. "Вычислительные мощности - это ключевое системное требование для любых беспилотных технологий." - поясняет Штефан. Стандартные средства автоматизации, которые используются в различных отраслях промышленности, могут оказаться недостаточными. Значительный рост производительности возможен только с помощью анализа больших данных.

Например, если автономный трактор будет получать данные от метеоцентра, это позволит ему выбрать оптимальный момент для выполнения поставленных перед ним задач. Если погодные условия изменились не в лучшую сторону, то трактор автоматически остановится, и вернётся к работе только тогда, когда погодные условия снова станут оптимальными.

Для обеспечения требуемых вычислительных мощностей, необходимых для анализа и запуска автономных процессов, компания B&R выпустила специальный промышленный ПК для мобильной техники. "ПК оснащен процессором Intel и представлен в различных конфигурациях - от Celeron до Core i7." - обращает внимание Штефан Таксер. Процессоры Intel обладают высокой производительностью и небольшим энергопотреблением, что обеспечивает оптимальный баланс энергоэффективности.

"Сейчас на рынке мобильной автоматизации нет аналогов, никто не сможет предложить хотя бы похожий ПК, где сочетались бы модульность и производительность в компактном корпусе." - отмечает Штефан. Компания B&R обладает 40-летним опытом в производстве промышленных ПК и в автоматизации различных отраслей промышленности.

Данная серия промышленных компьютеров была специально сконструирована для работы в тяжелых условиях. ПК имеет класс защиты IP69K и обеспечивает бесперебойную работу даже при температурах от -40 до +85 °C. Корпус устройства герметичен, не имеет вентиляторов и отлично справляется с ударами и вибрациями. Специально разработанное решения для управления температурой защищает процессор от перегрева, а также гарантирует безупречное функционирование при низких температурах.

Для создания сети и взаимодействия между машинами им необходимо обмениваться данными. Например, зерноуборочный комбайн может отслеживать данные о скорости и управлении траекторией движения трактора или самосвала, следующего за ним, чтобы оптимально использовать имеющееся погрузочное пространство, и минимизировать потерю зерна. Для этого машины используют специальные протоколы связи.

В решениях B&R широко используются протоколы MQTT и AMQP. Они позволяют надежно передавать данные даже в тех случаях, если сетевое соединение нестабильно или имеет низкую полосу пропускания. "С решениями от компании B&R сегодня Вам доступны самые современные методы интеллектуального сельского хозяйства: от аппаратного до программного обеспечения и единого открытого стандарта связи." - объясняет Штефан.