Wie John Deere seinen autonomen Traktor entwickelt hat

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John Deere hat auf der diesjährigen Consumer Electronics Show einen 40.000 Pfund schweren autonomen Traktor vorgestellt, der bis Ende 2022 im Handel erhältlich sein soll.

Das System verwendet sechs Stereokamerapaare in Kombination mit GPS-Führung, um einen Deere 8R-Traktor mit Meißelpflug und der Möglichkeit zum Schleppen anderer Geräte zu fahren. Ein Landwirt kann den Traktor mit einer Wischbewegung auf einer Smartphone-App in Betrieb nehmen und dann weggehen, um Zeit mit der Familie zu verbringen oder sich um andere Geschäfte zu kümmern Warnungen über Anomalien, mit denen die Software nicht umgehen kann. Während der Arbeit kann der Traktor auch Daten über den Zustand der Feldfrüchte, den Zustand und den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens und andere Messwerte sammeln.

Jahmy J. Hindman, Chief Technology Officer von Deere & Company, feierte die Ankündigung als Meilenstein für die landwirtschaftliche Produktivität. „Bis vor kurzem ging es in der Landwirtschaft immer darum, mehr mit mehr zu erreichen – mehr PS, mehr Input, mehr Hektar – aber das neue digitale Zeitalter ändert all das. Im letzten Jahrzehnt ging es darum, mit weniger mehr zu erreichen und Landwirten zusätzliche Werkzeuge an die Hand zu geben, um fundiertere Entscheidungen zu treffen“, sagte er.

Bild eines Mannes, der sich an den autonomen Traktor von John Deere lehnt.

Oben: Willy Pell von John Deeres Blue River Technology Group mit dem auf der CES vorgestellten selbstfahrenden Traktor.

Bildquelle: David Carr

Selbstfahrende Autos sind seit einigen Jahren ein fester Bestandteil der CES. Auf der diesjährigen Messe boten Aussteller Komponenten wie LiDAR-Sensoren (Light Detection and Ranging) für autonomes Fahren und Fahrerassistenzsysteme an. Der Deere-Traktor verwendet jedoch kein LiDAR, und im Allgemeinen waren die Technologen des Unternehmens nicht in der Lage, Hardware oder Software aus der Welt der selbstfahrenden Autos auf ihre Anwendung zu portieren. Als Computerumgebung unterscheidet sich ein Traktor grundlegend von einem Automobil in Bezug auf Vibrationen, Temperatur, Staub und andere Herausforderungen. So seien die Stereokameras beispielsweise ein eigenes Design von Deere, sagte er.

Hindman sagte, dass Deere mit einigen Standardkomponenten beginnen kann, diese jedoch ausnahmslos an seine Anwendungen anpassen muss. Der Traktor verwendet beispielsweise Nvidia Jetson Xavier-GPUs, jedoch mit einer benutzerdefinierten Baugruppe für die passive Kühlung in einer staubigen Umgebung, in der herkömmliche Computerlüfter nicht praktikabel wären.

„Was die Softwareseite der Dinge betrifft, das ist alles für uns und alles neu“, sagte er.

Um sich in die Lage zu versetzen, Anwendungen von KI in der Landwirtschaft zu erforschen, gab Deere 2017 305 Millionen US-Dollar für die Übernahme von Blue River Technology aus.

Blue River lieferte die Technologie hinter Deeres See-and-Spray-Technologie für die Anwendung von Herbiziden, mit der die Menge der auf einem Feld versprühten Chemikalien um etwa 80 % reduziert werden kann, wodurch Landwirte Geld gespart und eine nachhaltigere Landwirtschaft gefördert wird. See and Spray basiert ebenfalls auf Computer Vision mit Stereokameras und unterscheidet zwischen Pflanzen und Unkraut, wenn ein Spritzgerät über sie hinwegfährt, um sicherzustellen, dass Chemikalien nur auf das Unkraut gesprüht werden.

Obwohl Deeres Anwendung kundenspezifisch ist, profitiert sie sicherlich von allgemeineren Fortschritten im Stand der Technik für KI, wie etwa gemeinsame Architekturen für tiefe neuronale Netze, sagte Willy Pell, Vizepräsident für Autonomie und neue Projekte bei Blue River. Die Deere-Tochter umfasst etwa 30 Mitarbeiter, sagte er.

Für das autonome Traktorprojekt luden die Technologen von Deere Prototypen von Traktoren mit allen möglichen Sensoren und ließen sie über Felder laufen, wobei sie Daten protokollierten, um zu sehen, welche die nützlichsten Informationen lieferten, sagte Pell. „Wir landeten auf Stereokameras, was nicht intuitiv war, weil wir dachten, wir würden LiDAR machen“, sagte er. Lidar erweist sich als hervorragend für die Erkennung anderer Fahrzeuge auf der Straße vor Ihnen, zusammen mit ihrer Entfernung, Richtung und Geschwindigkeit, aber weniger relevant für einen Traktor, der durch Hektar offenes Ackerland navigiert.

Im Gegensatz dazu erzeugen Stereokameras eine gute Tiefenwahrnehmung, und die Software von Deere ist in der Lage, das Bild in mehrere Ansichten zu unterteilen – das Rohbild, eine Tiefenkarte und eine pixelgenaue Klassifizierung jedes Teils des Bildes, der zwischen Boden und Himmel unterscheidet und zwischen einer Ernte und einem Fremdkörper, der möglicherweise auf das Feld gefallen ist.

Der Traktor ist darauf programmiert, mit alltäglichen Ereignissen umzugehen, wie beispielsweise die Notwendigkeit, um Tiere zu navigieren, die ein Feld überqueren könnten, aber er enthält auch ein Anomalieerkennungssystem, das ihm hilft, mit Unerwarteten fertig zu werden. Wenn es beispielsweise ein Objekt auf seinem Weg erkennt, das nicht in seinen Trainingsdaten berücksichtigt ist, hält es einfach an und signalisiert dem Landwirt, zu entscheiden, was zu tun ist.

Deere betonte die Sorgfalt, mit der sichergestellt wurde, dass die Maschine autonom, aber auch sicher arbeiten kann.

Dies ist ein Beispiel dafür, wo ein selbstfahrender Traktor einen Vorteil gegenüber einem selbstfahrenden Auto hat. „Wenn wir auf ein anormales Objekt stoßen, halten wir an – wir müssen uns keine Sorgen machen, von einem anderen Fahrer aufgehalten zu werden“, sagte Deanna Kovar, Vizepräsidentin für Produktions- und Präzisionslandwirtschaftssysteme bei Deere.

VentureBeat

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Source: VentureBeat by venturebeat.com.

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