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 distintos tractores sin conductor se dividen en tecnología totalmente autónoma y autonomía supervisada. [2] La idea del tractor sin conductor apareció ya en 1940, pero el concepto ha evolucionado significativamente en los últimos años. [ ¿ periodo de tiempo? ] Los tractores utilizan GPS y otras tecnologías inalámbricas para cultivar tierras sin necesidad de conductor. Funcionan simplemente con la ayuda de un supervisor que supervisa el progreso en una estación de control o con un tractor tripulado al frente.
La idea de un tractor sin conductor existe desde 1940, cuando Frank W. Andrew inventó el suyo propio. Para guiar su tractor sin conductor, se colocaría un barril o rueda fija en el centro del campo y alrededor de él se enrollaría un cable unido 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 produjo porque no podía funcionar sin pasar cables subterráneos a través del campo. [4] No hubo avances importantes en las tecnologías de tractores sin conductor hasta 1994, cuando 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 afrontar ligeros giros en cabeceras. [5]
Las tecnologías actuales de tractores sin conductor se basan en los recientes [ ¿plazo? ] avances en vehículos no tripulados y tecnología agrícola. Un tractor se define como un potente vehículo motorizado con bandas de rodadura grandes y pesadas, que se utiliza para arrastrar maquinaria agrícola y otros vehículos. [6] Más comúnmente, el término se utiliza para describir un vehículo agrícola que proporciona la potencia y 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 ordenadores de a bordo. La agricultura de precisión se centra en maximizar los rendimientos utilizando un mínimo de recursos. Con la ayuda de dispositivos GPS y computadoras, los agricultores podrían utilizar los tractores de manera más eficiente.
Siguiente, [ ¿cuándo? ] Los ingenieros trabajaron en tractores semiautomáticos. Estos tractores tenían conductores, pero los conductores sólo tenían que girar al final de cada fila. [7] Posteriormente, la idea de un tractor sin conductor surgió en 2011 y 2012.
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 los campos tal como lo haría un peón contratado. ¿Ahora, cuando ? ] Sin embargo, las tecnologías de tractores sin conductor han avanzado hacia la autonomía o el funcionamiento independiente. [8] [9]
El tractor sin conductor es parte de una iniciativa para aumentar la automatización en la agricultura. Otras tecnologías autónomas utilizadas actualmente en la agricultura incluyen el ordeño automático y los recolectores automáticos de fresas. 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 dudar o realizar cálculos que requieren 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 para observar la posición espacial y tomar decisiones como la velocidad. [1]
La tecnología del tractor sin conductor ha ido evolucionando desde sus inicios en la década de 1940. Ahora hay [ ¿cuándo? ] varios enfoques diferentes para construir y programar los tractores.
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 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 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. Generalmente se utilizan un receptor de radio modernizado 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 de 2022 , el fabricante de tractores John Deere anunció el desarrollo del primer tractor autónomo diseñado para funcionar sin conductor en la cabina. El equipamiento se sumará al tractor 8R 410 e incluirá un total de 12 cámaras estéreo y una GPU Nvidia que se podrá controlar desde un smartphone. [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 transmite al tractor sin conductor para que la imite. [13]
El tractor sin conductor se considera controvertido en términos de seguridad y aceptación pública. Un tractor que funciona sin conductor pone nerviosa a algunas personas. [14] Crear tecnología que permanezca segura en todos los escenarios donde podría ocurrir una falla requiere mucha programación y tiempo. [15] En términos de detección de movimiento, los tractores tienen sensores para detenerlos si detectan objetos en su camino como personas, animales, vehículos u otros objetos grandes. [dieciséis]
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 , Andalusian 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 tipo cúpula 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 sirven para que los operadores humanos controlen el tractor si las señales de satélite tienen problemas para penetrar edificios o vegetación densa. [18]
En enero de 2012, Terry Anderson estableció una empresa llamada Independent Tractor Corporation (ATC) ubicada 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 sin mejorar su calidad. Así salió de su retiro para crear el ESPÍRITU. 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 de descuento para que los agricultores las prueben. [9]
Fendt, parte del consorcio AGCO, también trabaja en un tractor sin conductor. En 2011, en la feria Agritechnica de Hannover, Fendt presentó su modelo de tractor sin conductor llamado GuideConnect. GuideConnect es un tractor programado para reflejar los movimientos de otro tractor. [19] Un tractor conducido por un operador maniobra a través de un campo o entre cultivos y es seguido por un tractor sin conductor. El tractor delantero controlado por el conductor puede evitar obstáculos mientras el tractor sin conductor sigue su camino. [2] En lugar de centrarse en una tecnología completamente independiente, Fendt diseñó GuideConnect para que funcionara junto con 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 mediante la fusión de JI Case Company e International Harvester . La empresa ahora opera bajo CNH Global , pero los tractores siguen teniendo la marca Case IH. Los tractores sin conductor producidos por Case IH se denominan "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 para cultivos en hileras sin cables del modelo Magnum que podía funcionar de forma autónoma. [20]
También se pueden agregar sistemas de dirección autónomos a los tractores sin conductor para que no tengan conductor. [21]
Robótica de la bandera del oso
Bear Flag Robotics construye tecnología autónoma para tractores agrícolas. El modelo de negocio consiste en adquirir las máquinas de los OEM (John Deere, Case New Holland, Agco), equiparlas con sensores, actuadores y sistemas informáticos y luego entregárselas a los productores. [22] [23]
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