Odpowiedź na rosnące potrzeby rolników z całego świata
Komputerowe systemy wizyjne, automatyzacja procesów i analiza danych Przemysłu 4.0 zapewniają możliwości zwiększenia produktywności prowadzące do ciągłych zmian w szeregu branż. Zmiany w rolnictwie na rzecz wprowadzenia działań opartych na danych postępują wolniej. Charakter prac rolniczych stwarza szczególne wyzwania, które utrudniają wdrażanie automatyzacji i analityki danych.
Mimo to, inteligentne rozwiązania brzegowe są w stanie przekształcić produkcję żywności, ułatwiając rolnikom zwiększenie plonów i wydajności operacyjnej przy jednoczesnym rozwiązaniu problemu niedoborów siły roboczej i ludzkiego błędu. Analiza danych zapewnia również możliwość dostarczania szczegółowych informacji umożliwiających rolnikom zwiększenie plonów i poprawę ich jakości przy jednoczesnym ograniczeniu zapotrzebowania na zasoby.
Wyzwanie — wprowadzenie sztucznej inteligencji na pola
Jedną z największych przeszkód we wprowadzeniu automatyzacji w rolnictwie są warunki geograficzne. Większość gospodarstw znajduje się na obszarach wiejskich, gdzie sieci bezprzewodowe o dużej
szybkości i niskich opóźnieniach nie są powszechnie dostępne. Rozwijane są publiczne sieci komórkowe, jednak odpowiedni zasięg i przepustowość mogą być trudne do osiągnięcia i kosztowne. Ponadto większość gospodarstw zajmuje duże obszary o zróżnicowanej topografii, co stanowi barierę dla utworzenia sieci bezprzewodowej zapewniającej stałą przepustowość oraz niskie opóźnienia konieczne do przesyłania dużych ilości danych w krótkim czasie.
Automatyzacja w rolnictwie jest również ograniczana przez koszty i przerwy w pracy wymagane do wymiany traktorów, opryskiwaczy i pozostałych maszyn na urządzenia w pełni autonomiczne. Chociaż nowe systemy mogą zapewnić większą wydajność, większość gospodarstw nie ma środków potrzebnych do rozwoju i wymiany posiadanego sprzętu.
Wyzwania te powodują, że zbudowanie infrastruktury wymaganej do automatyzacji rolnictwa wymaga szczególnego podejścia umożliwiającego dostosowanie rozwiązań do indywidualnych potrzeb rolników i plantatorów. Rozwiązania w zakresie automatyzacji rolnictwa muszą usunąć przeszkody w dostępie rolników do platform cyfrowych.
Rozwiązanie — robotyczne technologie adaptacyjne połączone z prywatnymi sieciami bezprzewodowymi
Współpraca między firmami Blue White Robotics, Federated Wireless oraz Intel zaowocowała opracowaniem nowego rodzaju zautomatyzowanego rozwiązania na potrzeby rolnictwa. To połączenie technologii adaptacyjnych sieci i robotyki, które można dostosować do potrzeb w przeważającej większości przypadków. To skalowalne rozwiązanie wykorzystuje potencjał przetwarzania brzegowego i prywatnej sieci bezprzewodowej, przekształcając istniejący sprzęt rolnika we flotę autonomicznych pojazdów zdolnych do wykonywania szeregu zadań przy niewielkiej interwencji człowieka.
Jak to działa
Połączenie odpowiednich partnerów i właściwej technologii
Firma Blue White Robotics opracowała rozwiązania umożliwiające wdrożenie potencjału autonomii i analizy danych do branży rolniczej, mając na uwadze rosnące poważne problemy w światowym łańcuchu dostaw żywności. Okazało się, że wdrożenie rozwiązania jest utrudnione przez tradycyjne przeszkody w dostępie do sieci w rolnictwie. Blue White Robotics w ramach 5G Innowation Lab nawiązała współpracę z innowatorem w zakresie rozwiązań sieciowych, firmą Federated Wireless, która stosuje unikatowe podejście do problemu opracowania prywatnych sieci bezprzewodowych. Firma Intel przystąpiła do tego partnerstwa, zapewniając specjalistyczną wiedzę w zakresie przetwarzania brzegowego oraz najlepsze w branży narzędzia programowe do tworzenia AI i sieci.
Zespół opracował jedyne w swoim rodzaju rozwiązanie, które zostało pomyślnie wdrożone w winnicy. Współpraca udowodniła zalety wykorzystania prywatnych sieci bezprzewodowych w celu zapewnienia bezprzewodowej łączności szerokopasmowej oraz wdrożenia zautomatyzowanej analizy w czasie rzeczywistym w rolnictwie.
Elastyczne rozwiązanie z zakresu robotyki umożliwiające wykorzystanie istniejącego sprzętu
Firma Blue White Robotics opracowała wyjątkową drogę do autonomii. Rozwiązanie to umożliwia rolnikom wejście na drogę automatyzacji wymaganej do prowadzenia gospodarstwa w XXI wieku poprzez przekształcenie posiadanych traktorów w autonomiczne, inteligentne platformy rolnicze. Autonomiczny zestaw z możliwością dostosowania firmy Blue White Robotics, który można zainstalować na większości współczesnych traktorów, umożliwia w pełni zrobotyzowane działanie i scentralizowane zarządzanie. Możliwość ręcznej obsługi pozostała zachowana. Wystarczy naciśnięcie przełącznika, aby wyłączyć robotykę i korzystać ze sprzętu w tradycyjny sposób.
Dzięki zastosowaniu czujników robotyczny zestaw łączy dane systemów GPS, LiDAR i kamer o dużej rozdzielczości, aby umożliwić autonomiczne przemieszczanie i działanie. Firma Blue White Robotics opracowała model AI oparty na głębokim uczeniu, który zapewnia wysoki stopień percepcji, jednocześnie eliminując przeszkody związane z hałasem i pogodą. Przystosowane autonomiczne ciągniki, zdolne do rozpoznawania otoczenia i podejmowania decyzji, mogą wykonywać szereg zadań, takich jak opryskiwanie, koszenie, talerzowanie i wiele innych, bez konieczności interwencji człowieka.
Blue White Robotics zapewnia również pełną platformę zarządzania danymi, która łączy komponenty robotyki, gromadzi dane na potrzeby analityki i centralizuje zarządzanie, umożliwiając sterowanie całą flotą sprzętu rolniczego przez jednego operatora. Nawiązano ścisłą współpracę z rolnikami, aby zoptymalizować rozwiązanie i dostosować je do potrzeb odbiorców.
Prywatna sieć bezprzewodowa na potrzeby automatyzacji i analizy
Połączenie zrobotyzowanych traktorów do scentralizowanego systemu zarządzania wymagało podejścia nowej generacji do sieci bezprzewodowej. Na potrzeby zestawów automatyzacji Blue White Robotics, Federated Wireless ułatwia klientom końcowym tworzenie prywatnej sieci bezprzewodowej wykorzystującej niewymagające licencji i zarządzane w chmurze pasmo CBRS (Citizens Broadband Radio Service). Zakres częstotliwości od 3550 do 3700 MHz w paśmie 3,5 GHz został publicznie udostępniony przez komisję FCC w celu wspierania nowych innowacyjnych zastosowań, takich jak prywatne sieci bezprzewodowe dla Przemysłu 4.0.
CBRS udostępnia pasmo spełniające potrzeby rolników w zakresie transmisji danych, zapewniając bezlicencyjny, współdzielony zakres. Tradycyjne publiczne sieci komórkowe pobierają opłaty za każdy przesłany bajt, co w przypadku zaawansowanych zastosowań z dużym zapotrzebowaniem na dane może powodować szybki wzrost kosztów. W modelu CBRS wykorzystanie danych nie podlega ograniczeniom, co równoważy koszty zbudowania dostosowanej sieci prywatnej. Wykorzystanie współdzielonego pasma CBRS umożliwia utworzenie w pełni prywatnej sieci bezprzewodowej. Nie jest konieczne przekazywanie generowanych na miejscu danych za pośrednictwem Internetu lub współdzielonej, publicznej sieci komórkowej.
Prywatne sieci bezprzewodowe działające w ramach współdzielonego pasma CBRS zapewniają odpowiednie połączenie łączności długodystansowej z krótkofalową, wydajną transmisją, ułatwiając pokonywanie geograficznych i topograficznych wyzwań w rolnictwie. Federated Wireless oferuje rozwiązania w zakresie prywatnych sieci bezprzewodowych, które są dostosowane do indywidualnych potrzeb klienta, w tym przypadku do aplikacji i urządzeń wspomagających automatyzację rolnictwa.
Wstępnie zintegrowane rozwiązanie bezprzewodowe zapewnia łączność obsługującą trzy kluczowe składniki rozwiązania z zakresu zautomatyzowanego rolnictwa. Pierwszym jest komunikacja na potrzeby mechanizmów bezpieczeństwa w zrobotyzowanym sprzęcie. W przypadku wystąpienia problemu operator może natychmiast otrzymać odpowiednie powiadomienie.
Drugi składnik transmituje dane o większej objętości zapewniające dodatkowe informacje, takie jak obrazy kondycji upraw przechwycone przez traktor. Trzeci element przesyła w czasie rzeczywistym dane z szeregu czujników. Umożliwia to analizę w czasie na potrzeby usług zwiększających produktywność gospodarstwa.
Szybkie wdrożenie dostosowanej do potrzeb komunikacji w czasie rzeczywistym
Dzięki starannemu przygotowaniu i współpracy ze specjalistami z zakresu sieci firmy Intel, Federated Wireless może wstępnie zintegrować elementy rozwiązania i dostosować je do określonych potrzeb gospodarstwa, sadu, winnicy lub innego rodzaju działalności rolniczej. Podczas niedawnego wdrożenia inteligentnego systemu rolniczego, wstępna integracja i optymalizacja umożliwiły Federated Wireless zbudowanie prywatnej sieci bezprzewodowej w ciągu niecałych trzech dni pracy na miejscu, co ograniczyło do minimum konieczną przerwę w pracy rolnika.
Firma Federated Wireless wykazała że prywatne sieci bezprzewodowe mogą zapewnić łączność bezprzewodową nowej generacji niezbędną do automatyzacji i integracji danych, a także, że oferowane przez nią kompleksowe rozwiązanie umożliwia dostosowanie sieci prywatnej do określonych wymagań rolnika, obiektu i rodzaju działań.