技術: John Deere: 農場でのハイテク
イノベーション、先進技術、持続可能性による農作物の収量の向上
農民が何時間もトラクターに座って畑を耕す光景は、人間がハンドルを握ることのない半自動農業機械に取って代わられつつあります。 自動車の世界で起こっていることと同様に、農業機械も自動化、衛星ナビゲーション、データ収集、電動化や再生可能燃料への移行などの最先端テクノロジーへの依存度が高まるでしょう。
農家は、持続可能な農業を実践することでより高い収量が得られることを早い段階で学びます。 この方法には、環境を保護し、再生可能資源を最大限に活用する方法で、いつ土壌を耕し、植え付け、肥料を与え、昆虫にスプレーし、収穫するかを知ることが含まれます。 国を養うために不可欠な作物を成功させるには、これらすべてが天候と労働力の利用可能性に依存していると考えると気が遠くなります。 天気については何もできませんが、労働に関してはなんとかなっているようです。
農業機械技術のリーダーの 1 つは、 ジョンディア＆カンパニー、イリノイ州モリーンに拠点を置く。 鍛冶屋のジョン・ディアは、1837 年に自動精練鋼鋤の発明で農業に革命をもたらしました。現在、同社の緑と黄色の機械がアメリカ全土と世界中に普及していることは、市場にもたらされるイノベーションの手がかりとなり、次のことを予見しています。ジョンディアの顧客のニーズ。
代替推進力/燃料による持続可能性
電化 ジョンディア社は、2030年までに二酸化炭素を30パーセント削減するという目標を設定しているため、これは次のステップです。今年初めに、同社初の全電気機械である 電動 ZTrak 家庭用走行芝刈り機。 サイズを上げて、次に発売されるのは、電動の 310 X-Tier 電動バックホー、244 X-Tier コンパクト ホイール ローダー、および 145 X-Tier 掘削機です。 310 X-Tier 電動バックホーは 2026 年までに発売され、120 キロワット時 (kWh) のバッテリーと 12 時間の稼働時間を搭載します。
より多くの航続距離と走行距離を必要とする重量のある機械については、ジョンディア社はハイブリッド エンジンや、バイオ燃料ベースのディーゼルまたはガソリン/エタノール混合燃料を使用する従来型エンジンに目を向けています。 John Deere は、ハイブリッド エンジンを搭載した車両で 300 万時間を超えてすでに C0 を削減しています2したがって、概念実証は必要なく、これらのエンジンをすべてのマシンに継続的に展開するだけです。
大豆、トウモロコシ、サトウキビなどの植物廃棄物から生成されるバイオディーゼル/再生可能ディーゼルとエタノールは、現在地上輸送や家庭用暖房に使用されています。 バイオ燃料を試験している航空会社には、ブリティッシュ・エアウェイズ、エミレーツ航空、ジェット・ブルー航空、KLMオランダ航空、ルフトハンザドイツ航空、ユナイテッド航空、ヴァージン・オーストラリア航空、アトランティック航空が含まれる。 2022年現在、米国はバイオディーゼルとエタノールの世界最大の生産国であり、次にブラジルとインドネシアが最大の生産国となっている。
John Deere によると、トウモロコシエタノールの温室効果ガス強度はガソリンより 44% ～ 52% 低く、大豆ディーゼルは石油ディーゼルより 66% 低いです。 注: 温室効果ガス (GHG) は、二酸化炭素 (CO) を含む、地球温暖化に寄与する物質のグループです。2)、メタン (CH4)、亜酸化窒素 (N2O)、六フッ化硫黄 (SF6)、パーフルオロカーボン (PFC)、ハイドロフルオロカーボン (HFC)、その他多くの化合物。 温室効果ガスは自然源から放出されますが、化石燃料の燃焼、農業活動、廃棄物の発生、工業プロセスによってその濃度が増加しています。
自動および半自動農業機械
アダプティブ クルーズ コントロールまたはスマート クルーズ コントロールは、1990 年代初頭に初めて自動車で使用され、現在では車線維持支援、予測および緊急ブレーキ、ハンズフリー運転を含む先進運転支援システム (ADAS) の基礎となっています。 John Deere がイリノイ州シャンパーニュのテクノロジーおよびイノベーション センターで、自社のマシンに統合するための人工知能、自動化、および接続の使用の開発を開始したのとほぼ同じ時期でした。 カリフォルニアのシリコンバレーの企業が行っていたこととの類似点は明らかです。
John Deere のプログラム可能な自動および半自動トラクターは、カメラ、センサー、人工知能、超高速プロセッサーのテクノロジーを統合しており、農家が時間のかかる反復作業を自動的に実行できるようにします。 これには耕耘、植え付け、散布、収穫が含まれますが、これらすべてを完了するには数週間かかる場合があります。 自動および半自動トラクターを利用すると、従来の多くの労働者を必要とせずに、これらの作業が数日で完了します。
使い方
完全自律性および半自律性は、人間が農業に参加しなくなることを意味するものではありません。 テクノロジーが解放します 農家が仕事を監視する オフィスまたはピックアップにいて、ラップトップまたはパッド コンピュータを使用してマシンをプログラムできるスーパーバイザとして、 アプリテクノロジー 人間がハンドルを握って行うような作業に対応します。
自動トラクターが作業を開始する前に、作業の境界を知る必要があります。 これは、ドローンまたはフィールドの周囲を走行するトラックを使用したジオフェンシングによって実現されます。 座標はアップリンクされ、John Deere 独自のソフトウェアに入力され、データ同期を介して送信されます。 トラクターに送られました。 ダウンロードが完了すると、トラクターはタスクに応じて昼夜を問わず走り始めることができます。
耕うん・植え付け・散布
耕耘 一年のさまざまな時期に実行できます。 植栽前は土壌を砕いて植栽用の列を作ることですが、収穫後は残った植物材料を土壌に戻して分解プロセスを開始することです。
気象条件の変化により各作物を植えるまでの期間はわずか 10 日しかないため、精度とプログラミングがワンランクアップします。 John Deere はいくつかの開発を行っています。 機械 これは、任意の間隔や深さで種を植え、土に落ちた直後に肥料を噴出して覆い隠すことができます。 トウモロコシの場合、6インチ間隔、深さ2インチごとに種子を落とすことになります。 これが一度に何時間も正確に行われることを想像してみてください。これは高収量の作物にとって非常に重要です。 すべて GPS マッピングを通じて行われるため、自動植栽プロセスは正確かつ効率的です。
栽培コストの 30% は、肥料散布、雑草および害虫駆除の作業で構成されています。 ジョン・ディアは、と呼ばれる機械を発明しました。 見る＆スプレーする。 400 個のセンサー、カメラ、および雑草と目的の植物を認識するようにプログラムされたソフトウェアを使用します。 完全に自動化されたプロセスでは、カメラが植物を「見て」、雑草防除や肥料を「散布」します。
収穫
収穫時期には、植え付けと同様に、作物が収穫できるまでの期間が非常に短いため、時間が非常に重要です。 ハーベスタまたはコンバイン 以前はすべて手作業で行われていた複数のタスクを実行します。 トウモロコシ、綿、大豆、サトウキビ、小麦用に特別に設計されたハーベスターは、畑を効率良く通過するようにプログラムできます。 トウモロコシの場合、穂が取り除かれ、穀粒を除去する機械に通されて、植物材料が分離され、穀粒と植物が後続のトラックに積み降ろされます。 プログラマーは、植物から綿花や大豆を分離したり、サトウキビや小麦を刈り取り、もみがらを取り除いて脱穀したりするように機械を設定することもできる。
宇宙管制センター
John Deere なしでは、フィールド内でのアクティビティはどれも実行できません。 オペレーションセンター データはそこで収集され、携帯電話サービスを通じて自動トラクターに送信されます。 この接続には以下も含まれます 現場でのデータ共有 機械間で相互に学習します。耕耘機は、プランター、噴霧機、収穫機が作業を行う列を設定します。
ガイダンス データがアップロードおよびダウンロードされなければ、現場では何も達成できないため、携帯電話および衛星接続の重要性はどれだけ強調してもしすぎることはありません。 米国には 85% の携帯電話および衛星サービスがカバーされており、自動化された農機との通信が可能です。 同社にとって 2 番目に大きい市場であるブラジルでは、そのカバー範囲のほんの一部しかカバーされていないため、ジョン ディアは同国の農業専用の専用衛星に投資しています。
農業機械技術
最近後期モデルの車、SUV、またはトラックを運転したことがある場合（以下でレビューしたすべての車と同様） クリーンフリートレポート）、あなたは現代の農業機械に見られるのと同じ種類のテクノロジーを経験したことがあります。 主な違いは、農場では、農地の境界と変数が有限であるのに対し、道路や高速道路では無限であることです。 これにより、自動車メーカーにとって高度な運転支援システムの導入はさらに困難になりますが、ジョンディアのエンジニアがこれまでに達成してきたこと、そしてこれから達成しようとしていることは何ら損なわれるものではありません。
自動および半自動農業機械の普及を促進することの重要性は、特にそれらがクリーンな燃料または再生可能燃料で駆動される場合には、過小評価することはできません。 農場はますます大きな敷地に統合され続けており、そこでは最小限の監視で正確かつ効率的に反復作業を行うために GPS 制御の機械が必要となります。 間もなく、それらの多くは自動運転の電気機械になるかもしれません。
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ストーリー by ジョン・フォークナー。 写真はジョン・フォークナーとジョン・ディア。