El camino hacia una agricultura autónoma eficiente, rentable y segura

La granja autónoma es más realidad que ficción y ha evolucionado y acelerado avances tecnológicos significativos.

En 1962, el productor holandés Cornelis Sieling inventó el primer tractor autónomo:el Agri-bot. El Agri-bot fue un invento tosco pero efectivo que permitió arar un campo en ambas direcciones sin necesidad de dar la vuelta. Este fue el primer tractor de arado autónomo completamente automático del mundo, que usaba una rueda palpadora en el surco para navegar. Cornelis no tenía una computadora a bordo ni sensores IoT (internet de las cosas) para indicar su posición al final de una fila. No estaba realizando análisis sobre la profundidad del arado o la compactación del suelo. Las pruebas, el análisis y la innovación fueron muy mecánicos y se realizaron a través de la observación física. En 1962, un agricultor tuvo que ensuciarse las manos con la tierra, el cultivo y las máquinas en las que confiábamos para llevar los productos al mercado. Si bien el Agri-bot fue la primera innovación de este tipo de su tipo, sirvió más como un catalizador para la transformación de granjas en laboratorios agrícolas y sentó las bases para lo que llamamos la granja autónoma. A continuación, discutiremos algunos de los desafíos que enfrentamos como sociedad, las formas en que la agricultura continúa transformándose a través de la experimentación y la innovación para enfrentar estos desafíos, el impacto de dicha innovación en la humanidad y las oportunidades tecnológicas que existen para permitir una agricultura más autónoma. agricultura.

Las estimaciones actuales indican que unos 800 millones de personas siguen pasando hambre. Para 2050, la población mundial será de casi 10 mil millones de personas. La industria agrícola necesitará producir un 70% más de alimentos en una masa de tierra agrícolamente rentable en declive a medida que los centros de población se extiendan a tierras agrícolas rurales. Para complicar las cosas, los productores de hoy pueden pasar hasta el 40% de su tiempo reparando y preparando equipos. Una población de productores que envejece, el aumento de la urbanización, la disminución del interés en la vida agrícola también aumentan las demandas de los productores y las familias para trabajar más horas. En Canadá, por ejemplo, se estima que para 2030 habrá una crisis laboral relacionada con la agricultura de 123 000 puestos de trabajo, en parte debido a que el 25 % de los productores tendrán 65 años o más para 2025. Para enfrentar este desafío hercúleo, es fundamental conectar los espíritus empresariales colectivos de productores, socios e investigadores, habilitados por la tecnología, guiados por verdaderos imperativos oportunistas que traerán la era de la Agricultura 4.0 (Ag 4.0).

Ag 4.0 es, en esencia, el intercambio de datos por cosas (equipos, sensores, redes de comunicaciones) para mejorar la capacidad de esas cosas para ofrecer eficiencias a través de la conexión y la colaboración. Ag 4.0 ofrece la oportunidad de reducir los costos, mejorar la eficiencia, reducir significativamente los desechos y entregar productos saludables, seguros y de alta calidad desde la granja hasta el tenedor (mesa). La creación, la recopilación y el uso de estos datos pueden proporcionar al productor con conocimientos y oportunidades para una gran innovación y automatización. El uso de inteligencia artificial, arquitecturas para la ingesta y el procesamiento de datos en tiempo real y los estándares de IoT que permiten comunicaciones de dispositivo a dispositivo han influido en la rápida evolución y automatización de la agricultura. Las granjas de hoy se están convirtiendo rápidamente en laboratorios agrícolas de última generación, y nuevas tecnologías que requieren poca intervención humana están surgiendo y ayudarán a abordar estos desafíos.

ag. 4.0 requiere que cosas Ser Autónomos, Conectados y Coordinados. El equipo autónomo tiene la capacidad de actuar de forma independiente en relación con otros equipos, personas, animales, cultivos y otros objetos que compiten con el objetivo de trabajo principal de ese equipo. El equipo autónomo es rico en sensores y cámaras, y todos brindan retroalimentación a una plataforma de inteligencia artificial (IA) en el equipo o en el borde de IoT. Es necesario optimizar continuamente las complejidades de estos algoritmos de aprendizaje profundo y mantener sistemas redundantes a bordo/en el sensor para brindar resultados optimizados y proporcionar una red de seguridad para eventos imprevistos:un ser humano en el camino del equipo, la falla de otra pieza de equipos en campo o una tormenta repentina que obligue a los equipos a suspender actividades.

En las plataformas conectadas, el equipo aprovechará los sensores integrados para comunicarse con el exterior y aprovechar las capacidades de la informática perimetral (sensores externos). Dichos dispositivos de borde analizarán continuamente las propiedades ambientales (por ejemplo, aire, suelo, agua, ubicación) y proporcionarán ese análisis al modelo de IA de un equipo para garantizar que el equipo permanezca (por ejemplo) dentro de los límites de propiedad identificados. Además, los sensores no necesitan estar aislados del campo. Un productor puede usar ropa con sensor incorporado que proporcione su ubicación precisa y posición relativa a todo el equipo para garantizar su seguridad. Las mascotas de la familia y el ganado pueden usar sensores por la misma razón. Mientras que el equipo autónomo no "verá" a una persona hasta que posiblemente sea demasiado tarde, un vehículo conectado "sabrá" dónde se encuentra cualquier equipo o persona con sensor, independientemente de dónde esté funcionando el equipo.

Finalmente, el verdadero salto a la granja automatizada será el entorno donde los equipos coordinarán sus actividades con otros equipos. Una vez conectado, la última ubicación conocida de un equipo será importante en caso de que se deshabilite, enviando una alerta al agricultor y, al mismo tiempo, autosolicitando el envío de un vehículo de reemplazo y una orden de trabajo para la reparación a un proveedor. Una vez que el equipo esté conectado, el tsunami de datos disponibles requerirá una plataforma que pueda administrarlos, sintetizarlos y luego poder contar una historia a través del análisis a los productores, inversores, socios y al propio equipo. Imagine sensores meteorológicos que brinden información a los equipos donde la probabilidad de una tormenta eléctrica solo afectará una parte de la granja, suspendiendo las operaciones en ese campo y permitiendo que continúen los equipos en otros lugares.

La verdadera conectividad se producirá cuando tanto los equipos autónomos como los conectados funcionen de manera holística. El equipo no solo sabrá dónde está y podrá autodiagnosticarse y comprender dónde está en relación con otras piezas tanto autónomas como conectadas en la granja, sino que tendrá acceso a otras piezas de información relevante. Cuando se espera que el riego se active para permitir que salga del área antes del riego, tome la información de los sistemas de IA que pueden indicar dónde se necesita riego adicional o se requiere arado adicional para controlar las malezas y las plagas. La agricultura también se convertirá en una operación 24×7 durante la temporada de crecimiento. La luz del día y el cansancio ya no se convierten en inhibidores para trabajar.

La granja autónoma es más una realidad que una ficción y ha evolucionado y acelerado avances tecnológicos significativos desde Cornelis. Empresas como John Deere han desarrollado y perfeccionado equipos agrícolas autónomos que van desde máquinas dirigidas y guiadas por satélite hasta equipos más autónomos que pueden realizar ajustes automáticos en tiempo real basados ​​en sensores integrados de aire, suelo y humedad. A medida que madura el desarrollo autónomo de Ag 4.0, las innovaciones generarán una nueva evolución hacia Ag 5.0, donde los resultados se centrarán en plataformas conectadas y coordinadas. La granja se está convirtiendo rápidamente en la "aplicación". Esta evolución será la hoja de ruta que alinee las necesidades de alimentos de los consumidores globales con las necesidades de eficiencia, rentabilidad, salud y seguridad de los productores.