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Moderne Landwirtschaft
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Seit der Traktor vor über einem Jahrhundert Pferd und Kutsche ersetzt hat, hat sich die Landwirtschaft weiter in Richtung vollständiger Autonomie bewegt. Die Einführung der automatischen Lenkung war vielleicht der bedeutendste Schritt in diesem Prozess, da sie die erste war, die eine von Menschen ausgeführte Aufgabe automatisierte.
Jetzt sehen wir allmählich, wie Hersteller und Unternehmen autonome Konzepttraktoren und vollständig autonome Anbaugeräte einführen und den Menschen fast vollständig aus dem Feld verdrängen.
Da immer mehr Maschinen typische landwirtschaftliche Rollen ersetzen, führt dies zu der Frage:Wie wird die Autonomie die Landwirtschaft verändern?
Während Sie sich die Zukunft der Landwirtschaft vielleicht als autonome Roboter vorstellen, die alle Feldaufgaben erledigen, während der Landwirt sie bequem von zu Hause oder vom Büro aus überwacht, ist diese Realität noch weit entfernt. Stattdessen wird der Weg in eine solche Zukunft im Laufe der Zeit in kleinen Schritten erfolgen, so wie wir gesehen haben, wie sich die Landwirtschaft dahin entwickelt hat, wo wir heute sind.
Die nächsten Lösungen, die wir auf den Markt bringen werden, werden der automatischen Lenkung und dem Wenden am Ende der Reihe wie NextSwath und TrueSwath ähneln, wie z.
Wir werden auch beginnen, fahrerlose Traktoren zu sehen, die von jemandem in einem anderen Traktor gesteuert werden, um einfache operative Domänenaktivitäten wie die Bodenbearbeitung durchzuführen. Bei der Autonomie wird der Betriebsbereich dadurch definiert, was die Aktivität ist und wie nahe andere Objekte während der Aktivität am Fahrzeug sind.
Die Landwirtschaft hat im Allgemeinen einen einfacheren Betriebsbereich als andere Branchen mit autonomen Fahrzeugen, da unsere Operationen oft auf leeren Feldern stattfinden. Die Automobilindustrie hat einen komplexeren Betriebsbereich, da ihre autonomen Fahrzeuge auf stark befahrenen Straßen und Autobahnen unterwegs sind, wo sie auf mehr Fahrzeuge und Objekte stoßen, als Sie auf einem Bauernhof sehen würden.
Während die Agrar- und die Automobilindustrie sehr unterschiedlich sind, sollte die AG von den Fortschritten im Automobilbereich profitieren können. Da Milliarden von Dollar in die Forschung und Entwicklung autonomer Fahrzeuge gesteckt wurden, konnten Autohersteller erhebliche Kosteneinsparungen bei ihren Sensoren und ihrer Verarbeitungshardware feststellen. Durch die Nutzung dieser Kosteneffizienz in einem einfacheren Betriebsbereich sollte die Landwirtschaft in der Lage sein, autonome Lösungen noch schneller auf den Markt zu bringen.
Trimble hat auch eine Verbindung zu autonomen Fahrzeugen, die dazu beitragen werden, autonome Lösungen in die Landwirtschaft zu bringen, wobei mehrere Abteilungen an der Autonomie arbeiten, während unsere RTX-Abteilung eine RTX-zertifizierte Lösung für die Automobilindustrie hat, die Cadillac in seine Autos integriert hat. Unsere XYZ-Abteilung verfügt über eine Simulationsmaschine, mit der wir unsere Autonomiealgorithmen testen können, bevor wir sie in ein Fahrzeug einbauen, wodurch wir Testzyklen viel schneller durchlaufen können.
Wir haben auch unsere Applanix-Abteilung, die an der Grand Challenge der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des US-Verteidigungsministeriums beteiligt war, einer Veranstaltung, die darauf abzielt, „die Entwicklung autonomer Fahrzeugtechnologien zu beschleunigen, die auf militärische Anforderungen angewendet werden könnten“.
Die Verteidigungsindustrie steht tatsächlich vor sehr ähnlichen Herausforderungen wie die Landwirtschaftsindustrie mit Autonomie. Wie die Landwirtschaft fahren ihre Fahrzeuge normalerweise nicht auf klar definierten Straßen, und manchmal gibt es Herausforderungen wie Staub, die es den Fahrzeugen erschweren können, sich in ihrer Umgebung zurechtzufinden. Die vom Militär verwendeten Sensoren und Technologien sind weitaus robuster und industrialisierter als die in der Automobilindustrie verwendeten, was sie auch für die Landwirtschaft besser geeignet macht.
Eine besondere Herausforderung für die Landwirtschaft besteht jedoch darin, dass es im Gegensatz zur Automobil- und Militärindustrie nicht nur um die Automatisierung des Fahrzeugs geht. In der Landwirtschaft wird eine bestimmte Aufgabe erfüllt, wenn ein Traktor oder Fahrzeug über das Feld fährt. Das Fahrzeug hat nur Pferdestärken. Das bedeutet, dass in der Landwirtschaft das Hauptaugenmerk auf dem Gerät liegen muss, der eigentlichen Arbeit, die ausgeführt wird.
Hier werden wir in den nächsten Jahren die größten Verbesserungen in der Landwirtschaft sehen:Sicherstellen, dass die Aufgabe korrekt ausgeführt wird. Während Trimble Fahrzeuge seit über 15 Jahren präzise über das Feld navigiert, haben wir kürzlich auch einige Akquisitionen getätigt, die uns dabei helfen, ein besseres Bild von der Umgebung zu bekommen, in der ein Fahrzeug operiert, was uns helfen wird, sicherzustellen, dass eine autonome Aufgabe so ausgeführt wird genau wie möglich.
Eines davon ist das Bodeninformationssystem (SIS) von C3, das Bodenkerne durch ein Feld führt, um detaillierte Bodeneigenschaften zu bewerten und eine Karte der verschiedenen Bodentypen auf verschiedenen Ebenen zu erstellen. Dies kann dann verwendet werden, um ein umfassenderes Bild davon zu erstellen, warum sich ein Feld auf eine bestimmte Weise verhält, wodurch sich ein Anbaugerät automatisch an die Bodenbedingungen anpassen kann.
Durch die Übernahme von Müller-Elektronik, weltbekannt für seine Anbaugeräte-Steuerungsmechanismen, kann Trimble Anbaugeräte nicht nur besser steuern, sondern auch mehr Informationen über das Anbaugerät über sein Verhalten erhalten – all dies wird sicherstellen, dass die Arbeitsqualität auf einem hohen Standard bleibt , ob ein Mensch in der Kabine sitzt oder es sich um eine autonome Lösung in der Zukunft handelt.
Während Autonomie bedeutet, dass wir anfangen werden, weniger Menschen physisch auf den Maschinen auf dem Feld zu sehen, bedeutet dies nicht, dass weniger Menschen auf dem Betrieb arbeiten oder dass die Landwirte weniger in ihre Farmen eingebunden werden.
Stattdessen werden wir eine Verschiebung in der Rolle der Landwirtschaft erleben.
Beispielsweise verbringen viele Landwirte heute viel Zeit damit, nur mit der Ausrüstung zu interagieren, mit der sie durch ein Feld fahren. Wir werden sehen, dass ein Bauer zwei bis drei Fahrzeuge „hütet“, während jemand anderes dafür verantwortlich ist, die Fahrzeuge mit Kraftstoff und allen Betriebsmitteln aufzufüllen.
Dadurch können sich die Landwirte auf die Aspekte ihres Betriebs konzentrieren, abgesehen davon, dass sie nur ihre Arbeit erledigen.
Die Milchindustrie ist eine direkte Parallele zu dem, was wir in Reihenkulturbetrieben sehen werden. Als das autonome Melken von kleinen Familienbetrieben übernommen wurde, mussten die Milchbauern nicht mehr um 4 Uhr morgens raus, um die Kühe zu melken, sondern konnten mehr Zeit für das Wohlergehen ihrer Tiere und die geschäftliche Seite ihrer Betriebe aufwenden sowie geben ihnen eine bessere Work-Life-Balance.
Die Vorteile autonomer Lösungen werden auch ähnlich sein wie die, die wir derzeit bei bereits auf dem Markt befindlichen Lösungen sehen, wie z Zeit, was zu einer höheren Produktivität geführt hat. Neue Lösungen werden sich hauptsächlich auf die Arbeitskosten auswirken, die nicht nur die Kosten für einen Mitarbeiter, sondern auch die sekundären Kosten für die Suche nach den richtigen Mitarbeitern für die Arbeit umfassen. Es mag zwar nicht in einer Bilanz gemessen werden, aber es braucht Zeit und Ressourcen, um die richtigen Leute zu finden und einzustellen. Mit autonomen Fahrzeugen sparen die Landwirte das Geld, das sie für die Arbeit bezahlt hätten, und vermeiden gleichzeitig die mit der Einstellung verbundenen Kopfschmerzen sowie arbeitsrechtliche Vorschriften.
Die Kosten und die Verfügbarkeit von Arbeitskräften sind eine wichtige Triebfeder für autonome Lösungen in Europa, insbesondere in Biobetrieben, wo Aufgaben wie das Entfernen von Unkraut intensivere Handarbeit erfordern. Die europäischen Landwirte stehen nicht nur vor der Herausforderung, Menschen zu finden, die bereit sind, die Arbeit zu erledigen, sondern auch die hohen Löhne, die sie ihnen zahlen müssen, was letztendlich zu höheren Lebensmittelpreisen führt. Mit autonomen Lösungen wird dies nicht nur dem Endergebnis der Landwirte, sondern auch den Brieftaschen der Verbraucher zugute kommen.
Es kann auch dazu beitragen, Abfall auf landwirtschaftlichen Betrieben zu reduzieren. Wenn heute ein Feld mit Salat oder Kohl geerntet wird, erntet der Mähdrescher die gesamte Ernte, unabhängig davon, ob die Pflanze reif und gesund ist. Dann wird die Ernte sortiert und die nicht marktfähigen werden weggeworfen. Bei autonomen Lösungen besteht die Möglichkeit, dass eine Erntemaschine aufgrund der geringeren Kosten, die mit diesem Prozess verbunden sind, mehrere Male läuft und nur die Pflanzen auswählt, die reif und fertig sind. Dies reduziert nicht nur die Lebensmittelverschwendung, sondern könnte auch dazu beitragen, den Input zu reduzieren.
Arbeit ist auch in Australien eine Herausforderung, wo die schiere Größe der Farmen es unpraktisch macht, Saisonarbeiter aufzunehmen. Während in Japan die durchschnittliche Betriebsgröße nur wenige Hektar beträgt, werden bei einer alternden Bauernbevölkerung wahrscheinlich autonome Lösungen erforderlich sein, um dem Arbeitskräftemangel Rechnung zu tragen.
Während sofortige autonome Lösungen am besten für größere Unternehmensabläufe geeignet sind, werden wir möglicherweise sehen, dass sie sich schließlich weiterentwickeln, um kleineren Betrieben besser gerecht zu werden.
Jahrzehntelang wurden die Maschinen immer größer und größer, damit ein Landwirt in kürzerer Zeit mehr Hektar bewirtschaften konnte. Aber mit Autonomie könnten Sie, anstatt gesagt zu haben, eine 40-Fuß-Spritze, zwei 20-Fuß-Spritzen oder vier 10-Fuß-Spritzen haben, und indem Sie sie alle steuern können, erledigen Sie immer noch die gleiche Menge an Arbeit weniger Zeit.
Die Umstellung auf kleinere autonome Geräte hat drei Vorteile. Einer davon ist, dass Sie, wenn nur ein Gerät wie ein Spritzgerät ausfällt, keine Arbeit erledigen können, bis es wieder betriebsbereit ist. Mit mehreren kleineren Sprühgeräten können Sie weiterarbeiten und mindestens die Hälfte der Arbeit in der gleichen Zeit erledigen.
Der andere Vorteil ist, dass kleinere Maschinen leichter sind, was hinsichtlich der Verdichtung besser für den Boden ist und hoffentlich die Erträge steigern sollte.
Schließlich sind kleinere Maschinen günstiger als größere. Kleine landwirtschaftliche Betriebe, die sich keine 40-Fuß-Spritze leisten können und diese auch nicht benötigen, können möglicherweise von einer autonomen 10-Fuß-Spritze profitieren.
Aber der Trend zu kleineren autonomen Geräten wird in naher Zukunft nicht stattfinden. Ein Teil davon liegt daran, dass durch die Autonomisierung von Geräten aktueller Größe die Gewichtsreduzierung bereits reduziert wird. Ein Großteil des Gewichts bei Traktoren dient heute dem Komfort des Fahrers. Durch den Wegfall der Federung und anderer Funktionen, die dem Fahrer zugute kommen, reduzieren Sie bereits das Gewicht und damit die erzeugte Bodenverdichtung.
Die Umstellung auf kleinere Fahrzeuge erfordert auch eine vollständige Änderung der heutigen Landwirtschaft. Sie können nicht von einem 200-PS-Traktor auf 100 PS heruntergehen und die Hälfte Ihrer Produktivität erwarten, weil er nicht so skaliert. Während die Autonomie es ermöglicht, mehrere kleinere Geräte zu haben, wird es eine Verzögerung zwischen der tatsächlichen Herstellung dieser Maschinen geben, da der Markt für sie viel kleiner ist. Wie in einem früheren Blogbeitrag besprochen, gibt es einen globalen Trend, dass landwirtschaftliche Betriebe immer größer werden.
Was können Landwirte angesichts dieser autonomen Lösungen am Horizont tun, um sich auf die Zukunft vorzubereiten?
Die gute Nachricht ist, dass in Bezug auf die Infrastruktur nichts Besonderes geschaffen werden muss. Kurzfristig werden autonome Maschinen in bestehende Arbeitsabläufe integriert, sodass die Hardware und die Prozesse der Landwirte gleich bleiben. Und da Trimble schon immer markenunabhängig war und dies auch weiterhin tun wird, kann jeder Landwirt unsere autonomen Lösungen nutzen, unabhängig von der Wahl des Geräteherstellers.
Stattdessen wird der Schwerpunkt auf „intelligenten“ Arbeitsgeräten liegen. Beispielsweise ist es für eine Sämaschine wichtig, Sensoren für Verstopfungen und Saatgutbestände zu haben. Traktoren hingegen sind relativ einfach zu wechseln.
Außerdem sollten Landwirte ihre Felder und ihre physische Umgebung überwachen, damit alle Hindernisse, auf die ein autonomes Fahrzeug stoßen könnte, entweder entfernt werden, bevor es in ein Feld einfährt, oder zumindest kartiert werden, damit die Maschine weiß, dass es dort ist.
Es ist wichtig zu bedenken, dass diese Lösungen am Anfang nicht perfekt sein werden. Sie werden sich im Laufe der Zeit verbessern und besser werden.
Am besten stellen Sie sich diese Technologien so vor, als würden Sie einem Sohn oder einer Tochter beibringen, wie man eine Landwirtschaft betreibt, indem Sie mit den einfachsten verfügbaren Aufgaben beginnen. Genauso wie Sie einen jungen aufstrebenden Landwirt haben würden, der das Feld auf geraden Führungslinien bearbeitet, während Sie die Vorgewende und die Rundwege in Angriff nehmen, wäre dies auch eine natürliche Aufgabe, auf die Sie einen autonomen Traktor setzen würden.
Es wird ein gewisses Maß an technischen Fähigkeiten erfordern, das die Landwirte zuvor nicht benötigt haben, aber darüber sollten sie sich keine Sorgen machen. Landwirte müssen keine absolut technisch versierten Ingenieure werden. Stattdessen wird das angeborene technische Wissen, das Züchter in Zukunft benötigen, bereits in jüngeren Generationen vorhanden sein, wenn sie aufwachsen.
Das liegt daran, wie Kinder heute mit Technologie interagieren. Es gibt 10-Jährige, denen Programmieren in Schulen beigebracht wird, etwas, das vor 15 Jahren ein Universitätsfach gewesen wäre. Diese Kinder werden die gleiche technologische Erfahrung und das gleiche Wissen haben, die ein hochrangiger Ingenieur vor 15 Jahren gehabt hätte. Das technische Wissen der nächsten Generation ist bereits vorhanden.
