Un tractor sin conductor es un vehículo agrícola autónomo que ofrece un alto esfuerzo de tracción (o par) a bajas velocidades para fines de labranza y otras tareas agrícolas. Se considera sin conductor porque funciona sin la presencia de un humano dentro del propio 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. [1] Los diversos tractores sin conductor se dividen en tecnología totalmente autónoma y autonomía supervisada. [2] La idea del tractor sin conductor aparece ya en 1940, pero el concepto ha evolucionado significativamente en los últimos años. [ ¿ período de tiempo? ] Los tractores utilizan GPS y otras tecnologías inalámbricas para cultivar la tierra sin necesidad de un conductor. Funcionan simplemente con la ayuda de un supervisor que monitorea el progreso en una estación de control o con un tractor tripulado a la cabeza.
La idea de un tractor sin conductor existe desde 1940, cuando Frank W. Andrew inventó el suyo. Para guiar su tractor sin conductor, se colocaba un barril o rueda fija en el centro del campo y alrededor de él se enrollaba un cable conectado a un brazo de dirección en la parte delantera del tractor. [3] En la década de 1950, Ford desarrolló un tractor sin conductor al que llamaron "The Sniffer", pero nunca se fabricó porque no podía funcionar sin pasar un cable subterráneo por el campo. [4] 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 realizar ligeros giros en los cabeceros. [5]
Las tecnologías actuales de tractores sin conductor se basan en los recientes [ ¿período de tiempo? ] desarrollos en vehículos no tripulados y tecnología agrícola. Un tractor se define como un vehículo potente impulsado por motor con orugas grandes y pesadas, utilizado para tirar de maquinaria agrícola y otros vehículos. [6] Más comúnmente, el término se utiliza 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 conducían con la ayuda de dispositivos GPS y computadoras a bordo. La agricultura de precisión se centra en maximizar los retornos mientras se utilizan los recursos mínimos. Con la ayuda de dispositivos GPS y computadoras, los agricultores podrían usar los tractores de manera más eficiente.
Luego , los ingenieros trabajaron en tractores semiautomáticos. Estos tractores tenían conductores, pero estos solo tenían que conducir al final de cada fila. [7] Posteriormente, en 2011 y 2012 surgió la idea de un tractor sin conductor.
Los tractores sin conductor se crearon inicialmente para seguir a un tractor principal (con conductor). Esto permitiría a un conductor hacer el doble de trabajo utilizando lo que se llama tecnología "sígueme". El tractor sin conductor seguiría a un tractor líder entre campos tal como lo haría un trabajador contratado. Ahora, [ ¿cuándo? ] Sin embargo, las tecnologías de tractores sin conductor han evolucionado hacia la autonomía o el funcionamiento independiente. [8] [9]
El tractor sin conductor forma parte de una iniciativa para aumentar la automatización en la agricultura. Otras tecnologías autónomas de este tipo que se utilizan actualmente en la agricultura son el ordeño automático y las cosechadoras automáticas de fresas. El desarrollo de 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 ni realizar cálculos que consumen mucho tiempo, como cambiar el ángulo de dirección si es necesario). [10] En última instancia, el tractor debe imitar a un ser humano en su capacidad de observar la posición espacial y tomar decisiones, como la velocidad. [1]
La tecnología de los tractores sin conductor ha ido evolucionando desde sus inicios en la década de 1940. Actualmente existen [ ¿cuándo? ] varios enfoques diferentes para construir y programar los tractores.
En la actualidad, la mayoría de los tractores totalmente autónomos se desplazan mediante láseres que hacen rebotar señales en varios transpondedores móviles ubicados alrededor del campo. Estos láseres están acompañados de radios de 150 MHz para solucionar problemas de línea de visión. [11] 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 varios tractores en varios campos desde una ubicación.
Otra tecnología de tractores totalmente autónomos implica el uso del sistema eléctrico nativo (o bus CAN ) del tractor o del equipo agrícola para enviar comandos. Mediante el uso del posicionamiento GPS y la retroalimentación por radio, el software de automatización administra la ruta del vehículo y controla los implementos agrícolas. Por lo general, se utiliza un receptor de radio y una computadora de a bordo 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 el lidar mejoran la seguridad al detectar obstáculos imprevistos y reaccionar ante ellos.
En el Consumer Electronics Show 2022 , el fabricante de tractores John Deere anunció el desarrollo del primer tractor autónomo diseñado para funcionar sin conductor en la cabina. El equipo se sumará al tractor 8R 410 e incluirá un total de 12 cámaras estéreo y una GPU Nvidia que se puede controlar desde un teléfono inteligente. [12]
Los tractores que funcionan con autonomía supervisada (tecnología automatizada, pero con un operador supervisor presente) [2] utilizan tecnología y comunicación de vehículo a vehículo (V2V). Existe 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 transmiten al tractor sin conductor para que las imite. [13]
El tractor sin conductor es considerado controvertido en términos de seguridad y aceptación pública. Un tractor que funciona sin conductor pone nerviosas a algunas personas. [14] Crear tecnología que sea segura en todos los escenarios en los que podría ocurrir una falla requiere mucha programación y tiempo. [15] En términos de detección de movimiento, los tractores tienen sensores que los detienen si detectan objetos en su camino, como personas, animales, vehículos u otros objetos grandes. [16]
Hay varios fabricantes primarios que han estado buscando activamente producir un tractor sin conductor comercializable y han dado pasos hacia prototipos importantes y la producción en masa de sus productos. Los fabricantes líderes actuales son John Deere , Autonomous Tractor Corporation, Fendt y Case IH . [2] [17] [8]
John Deere ha tenido una fuerte 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. [8] John Deere tiene actualmente un prototipo en desarrollo. En lugar de utilizar láseres, el tractor utiliza dos antenas de cúpula de 6 pulgadas que reciben señales de un satélite de posicionamiento global. Basándose en estas señales satelitales, el tractor sigue una ruta previamente programada a través de un mapa electrónico. Estas antenas también sirven para que los operadores humanos controlen el tractor si las señales satelitales tienen problemas para penetrar en los edificios o en la vegetación espesa. [18]
En enero de 2012, Terry Anderson fundó una empresa llamada Autonomous Tractor Corporation (ATC) con sede en Dakota del Norte. El tractor sin conductor SPIRIT es un producto de ATC. Anderson pensaba que los tractores eran cada vez más grandes y más caros, pero no mejoraban en calidad. Por ello, salió de su retiro para crear el SPIRIT. Los tractores que Anderson ayudó a crear se diseñaron inicialmente para seguir a un tractor principal (que tiene un conductor), pero ahora están avanzando 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. [17] Anderson declaró que su objetivo es construir 25 unidades de su tractor automatizado en 2013 y venderlas a un precio reducido para que los agricultores las prueben. [9]
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 imitar los movimientos de otro tractor. [19] Un tractor conducido por el operador maniobra a través de un campo o a través de cultivos y es seguido por un tractor sin conductor. El tractor líder controlado por el conductor puede evitar obstáculos mientras el tractor sin conductor sigue su camino. [2] En lugar de centrarse en una pieza de tecnología completamente independiente, Fendt hizo que GuideConnect funcione junto con la maquinaria controlada por el operador. GuideConnect está conectado mediante navegación por satélite y radio al tractor conducido por el operador. [7]
Case IH es una empresa creada por la fusión de JI Case Company e International Harvester . La empresa ahora opera bajo CNH Global , pero los tractores siguen llevando la marca Case IH. Los tractores sin conductor producidos por Case IH se conocen como "autonomía supervisada". [2] 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 sin cables del modelo Magnum que podría funcionar de forma autónoma. [20]
También se pueden añadir sistemas de dirección autónomos a los tractores sin conductor para que no tengan conductor. [21]
Robótica con bandera de oso
Bear Flag Robotics fabrica tecnología autónoma para tractores agrícolas. El modelo de negocio consiste en adquirir las máquinas a los fabricantes de equipos originales (John Deere, Case New Holland, Agco), equiparlas con sensores, actuadores y computadoras y luego entregárselas a los productores. [22] [23]
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