Steffan Kurtz, ekspert firmy CLAAS w zakresie robotyki, podczas Event Agro-Premiery 2025 w Poznaniu przedstawił wykład o kierunku rozwoju autonomii maszyn rolniczych. Przykładem był ciągnik XERION 12.650, nagrodzony Złotym Medalem Grupy MTP.
Flagowy model ciągnika XERION 12.650 został nagrodzony Złotym Medalem MTP w styczniu 2025 w Poznaniu. To na przykładzie tej maszyny zainaugurowano także główny wykład o autonomice maszyn podczas „Agro-Premiery 2025 Kierunek rolnictwo 5.0” – pierwszego w kraju dwudniowego konferencyjnego wydarzenia, poświęconemu rolnictwu precyzyjnemu.
Kluczowym prezenterem zaproszonym specjalnie na tą okoliczność był Steffan Kurtz, Global Product Team Manager – Large Tractors. Jest on odpowiedzialny za rozwój autonomicznych ciągników największej mocy w CLAAS. Jego wystąpienie z angielskiego tłumaczył Krzysztof Gomolla, Product Manager CLAAS Polska.
Przytaczamy najciekawsze tezy tego nietuzinkowego wykładu. Przed jakimi wyzwaniami stają konstruktorzy zrobotyzowanych pojazdów samobieżnych CLAAS, wyznaczając nowe kierunki rozwoju maszyn rolnictwa 5.0?
Cyfrowa przyszłość i autonomika
– Czy zdajemy sobie sprawę, z jaką ilością danych przychodzi się nam zmierzyć na co dzień w gospodarstwie? Weźmy na przykład samą produkcję roślinną: to agrotechnika gleby, nawożenie, ochrona, zbiór. Do tego mapy aplikacyjne, mapy plonowania, nawadnianie, przebieg pogody itp. Współczesna technika pozwala nie tylko gromadzić te dane, ale także przetwarzać je dla podejmowania optymalnych decyzji. Dane muszą być na tyle uniwersalne, by mogły być wymieniane i czytane pomiędzy urządzeniami różnych producentów – zagaił Steffan Kurtz, stając z mikrofonem na czerwonej scenie podczas Agro-Premiery.
Dziś, dzięki technologii rolnictwa 4.0 możemy wybrać głębokość analityki danych. To od rolnika zależy, czy zechce używać maszyny jeszcze lepiej: dla lepszego plonu, dla ochrony gleby i środowiska.
Kluczową maszyną w każdym gospodarstwie jest ciągnik. To wyjątkowo wszechstronny pomocnik. Najnowszy XERION na podwoziu gąsienicowym stworzono jednak głównie po to, aby wykonywać prace związane z uprawą gleby.
Oczywiście – nikt nie zabroni rolnikowi spędzania godzin za kierownicą swej maszyny na ukochanej ojcowiźnie. Ale jeżeli weźmiemy pod uwagę, że w dużych gospodarstwach pracować trzeba na roli tygodniami non-stop, to każdy człowiek – mając wybór – w końcu postawi na wygodę.
– Systematyczna obróbka każdego metra gleby w orce, podorywce, mieszaniu resztek pożniwnych, bronowaniu czy jeździe siewnikiem lub agregatem uprawowo-siewnym – to prace mozolne, ale proste. Ale właśnie dlatego idealnie nadają się do tego, aby mogły być wykonane automatyczne przez maszynę-robota. I na tym skupiamy się, projektując autonomiczne ciągniki – podkreślił Kurtz.
Za automatyzacją prac w rolnictwie przemawiają także i inne argumenty:
- coraz mniejszy zasób siły roboczej;
- coraz węższe okna pogodowe;
- presja czasu w gospodarstwach wielkotowarowych lub firmach świadczących usługi rolnicze;
- postęp techniczny zachęcający do wymiany maszyn na lepsze oraz łatwy dostęp do ich finansowania.
Ciągnik z kabiną czy bez kabiny?
Zdaniem Steffana Kurtza, konstruktorzy maszyn autonomicznych stoją przed wieloma dylematami. Jednym w nich jest to, czy budować maszynę-robota o nowej architekturze karoserii, czy raczej modyfikować już istniejące maszyny z kabiną? Te ostatnie w pewnych warunkach mogłyby pracować jako automaty, a w razie potrzeby mogą być wykorzystane jako klasyczny ciągnik.
W obecnym stanie prawnym, w Europie i Polsce ciągniki nie mogą przemieszczać się autonomicznie po drogach publicznych. Nawet pojazdy osobowe, np. Tesla, wymagają obecności kierowcy przed kierownicą, choć swymi automatycznymi rozwiązaniami wspomagają go w podróży.
— Dlatego naszym zdaniem, w rolnictwie autonomicznym praca operatora sprowadzi się na razie do roli logistyka maszyn. Jego misją będzie tak zaplanować dzień i zadania dla podległych mu ciągników autonomicznych, by wykonały one pracę jak najlepiej – powiedział ekspert CLAAS.
Inżynierowie zajmujący się opracowaniem schematów działania inteligentnych maszyn opracowali sześć poziomów definiujących stopień automatyzacji:
Poziom 0 – Bez automatyzacji. Operator wykonuje sam wszystkie czynności.
Poziom 1 – Wsparcie operatora. Maszyna pomaga operatorowi w prowadzeniu pojazdu lub sterowaniu procesem. Operator zajmuje się prowadzeniem pojazdu lub kontrolą procesu.
Poziom 2 – Częściowa automatyzacja. Maszyna steruje napędem i zadanym procesem. Operator musi w każdej chwili być gotowy do interwencji, a także monitoruje system i otoczenie.
Poziom 3 – Automatyka nadzorowana. Maszyna przełącza się w bezpieczny stan operacyjny w przypadku zagrożenia bez koniecznej interakcji z człowiekiem. Operator nie musi monitorować systemu, ale jest gotowy na interwencję w razie pojawienia się zakłóceń.
Poziom 4 – Pełna automatyzacja warunkowa. System może inteligentnie radzić sobie ze wszystkimi sytuacjami automatycznie w zdefiniowanym przypadku użycia. Operator nie jest konieczny.
Poziom 5 – Pełna automatyzacja. System może poradzić sobie z wszystkimi sytuacjami w pełni automatycznie.
– Pojazdy Tesli działają na poziomie 2. My w rolnictwie na polach możemy pozwolić sobie na testowanie poziomów 3 i 4. Dla poziomu 3, operator dostarcza maszynę na pole i zostaje w kabinie. Z centrali – od szefa gospodarstwa – otrzymuje przygotowaną już misję: plan pracy. Kierowca nie musi w żaden sposób tej pracy przygotowywać, jedynie jest obserwatorem, który pilnuje, czy na pewno wszystko będzie właściwie wykonane – podkreślił Kurtz.
W poziomie 4 operator dostarcza maszynę na pole. Uruchamia z tabletu autonomiczny ciągnik, który wykonuje dalej zlecone zadanie. Maszyna porusza się sama po polu. Dzięki czujnikom reaguje na wszystkie niebezpieczne sytuacje. Operator jest niepotrzebny – może zająć się uruchomieniem kolejnej autonomicznej maszyny na innym polu.
– Czyż to nie interesujące rozwiązanie przy chronicznym braku rąk do pracy w rolnictwie? – retorycznie pytał Kurtz.
Jak maszyna rozpoznaje przeszkody?
W programowaniu misji autonomicznych maszyn rolniczych wyróżnia się dwie grupy przeszkód:
- znane – najczęściej są to przeszkody stacjonarne: słupy, drzewa, studnie, remizy itp.
- nieznane – to człowiek, zwierzę, miejsce podmokłe itp.
Autonomiczny XERION wyposażony jest w czujniki laserowe LIDAR, radary do pomiaru odległości od obiektów oraz kamery cyfrowe, wszystkie one są oczywiście umiejscowione w konkretnych punktach na karoserii. Można więc powiedzieć, że „widzi” wszystko 360 stopni wokół maszyny.
Przy pojawieniu się przeszkody podczas pracy na poziomie 3, system powiadamia operatora obecnego w kabinie. Wtedy człowiek przejmuje sterowanie. Na uruchomionym poziomie 4 maszyna zdana jest sama na siebie, gdyż porusza się bez operatora w kabinie. Ciągnik przy pomocy czujników wykrywa przeszkodę i zatrzymuje się. Może prosić zdalnie o decyzję operatora.
Jest też możliwość wykorzystania AI do ominięcia przeszkody – ciągnik swymi czujnikami potwierdzi przeszkodę, zapisze ją w pamięci i ominie – modyfikując trasę i kontynuując zadanie.
Bezpieczeństwo ponad wszystko
Czy autonomiczna maszyna może „uciec” z pola i narobić szkód u sąsiada? Czy jest podatna na cyberatak i kradzież? CLAAS przewidział te zagrożenia i opracował następujące zabezpieczenia:
- GEO-FENCE – to wirtualna granica pola. Jest ona nieprzekraczalna dla autonomicznego ciągnika. W jej obrębie maszyna może bezpiecznie się poruszać, rozwijając maks. prędkość i wykonywać zlecone zadania.
- Szyfrowanie END TO END – całość zaprogramowanej pracy jest zamknięta na poziomie administratora systemu, którym może być właściciel gospodarstwa lub uprawniony przez niego operator. To oznacza, że sesji pracy nie można otworzyć w trakcie jej trwania. Nie jest więc możliwa jakakolwiek ingerencja z zewnątrz – ani fizycznie, ani cyfrowo.
- Konto CLAAS CONNECT z CLAAS ID – administrator systemu może przydzielić swoim operatorom określone poziomy dostępu. Wskazany operator może uruchomić misję, ale to, czy będzie mógł ją modyfikować lub nie – zależy od przydzielonego poziomu dostępu.
- Zamknięcie maszyny – na czas pracy czy po jej zakończeniu wykorzystuje się typowe sposoby blokady: kluczyk, immobilizer itp., aby fizycznie zablokować dostęp do kabiny.
– A jeżeli złodziejaszkowi udałoby się wspiąć na XERIONA i zdemontować najcenniejsze sensory LIDAR, nie będzie mieć z nich żadnego pożytku. Są one zaprogramowane pod software konkretnego ciągnika i poza nim nie działają. To nie są rozwiązanie typu plug & play, jak technologia GPS – uspokoił słuchaczy Steffan Kurtz.
Rolnictwo 5.0 dzieje się już teraz
Na koniec przypomnijmy, że podział ewolucji rolnictwa na pięć generacji jest umowny. Przyjęto, że:
- prosta automatyzacja maszyn i sterowanie GPS, które przypadło na początek lat 90. to tzw. rolnictwo 3.0;
- Internet rzeczy (IoT), gromadzenie i cyfrowa obróbka danych od ok. 2010 roku rozpoczęły erę tzw. rolnictwa 4.0;
- autonomika maszyn, wykorzystanie sztucznej inteligencji – to rolnictwo 5.0, którego rozwoju już teraz jesteśmy świadkami.
Rolnictwo 1.0 czy 2.0 były to odpowiednio:
- upowszechnienie się ciągników w rolnictwie (początek XX w.);
- wykorzystanie na szeroką skalę przemysłowych środków do produkcji rolnej – nawozów i pestycydów oraz nowych odmian roślin dzięki postępowi biologicznemu (lata 50. ub. wieku).
Choć dość archaicznie brzmią zdobycze pierwszych dwóch generacji, to przecież bez nich nie byłoby dzisiejszego postępu w rolnictwie. Trend rozwoju automatyki jest więc naturalną koleją rzeczy, czego najlepszym przykładem są rozwiązania zaprezentowane przez CLAAS.
Na razie są one testowane w ciągnikach typu XERION. Wraz z rozwojem technologii będą z pewnością coraz bardziej powszechne i trafią do maszyn mniejszych mocy. Wszystko po to, aby gospodarstwo rolne było jeszcze bardziej efektywne.
źródło: CLAAS
