盘点2023年无人驾驶拖拉机：对农民的利与弊
农业正处于机器人革命的风口浪尖，配备了全球定位系统、传感器和人工智能的无人驾驶拖拉机正驶向世界各地的农场。支持者认为，这些先进的机器将改变农业效率和生产力。但是，农民是否应该急于用机器人取代现有设备呢？这篇深度文章探讨了最新的人工智能拖拉机功能和型号选择，权衡了对农场主的潜在利弊，并探讨了在确定是否需要机器自主化时的注意事项。
当前无人驾驶拖拉机品牌和型号
现在，越来越多的农用设备制造大厂都推出了具有无人驾驶驾驶功能的拖拉机。虽然型号各异，但它们都具有核心的无人驾驶驾驶功能。通过全球定位系统导航和区域地图，拖拉机可以在没有驾驶员引导的情况下沿着设定的路线精确行驶。障碍物探测传感器可防止人、动物或物体进入拖拉机路径时发生碰撞。远程监控可通过智能手机或电脑进行控制和调整。
以下是目前在世界各地农田作业的知名厂家生产的无人驾驶拖拉机型号：
约翰迪尔 8R 410 无人驾驶拖拉机
约翰迪尔 8R 410 于 2021 年首次亮相，是北美销售的第一台完全无人驾驶的拖拉机。它利用六对立体摄像头进行 360 度障碍物探测。农民可以使用 AutoPath 应用程序配置准确的路径和操作。为了进行远程监控，操作中心仪表板上会显示视频和警报。
无人驾驶 8R 410 目前主要负责农地耕作，但在不久的将来，这项技术可转移到其他农用工具和机器上。
8R 410 有五种型号，发动机功率从 177 马力到 405 马力不等。市场价格从 50 到 80 万美元不等。
纽荷兰 T7.315 无人驾驶拖拉机
作为 2016 年发布的无人驾驶概念平台的一部分，CNH Industrial 的 T7.315 生产型于 2020 年面世。它利用激光雷达和雷达传感器持续扫描人和物体。T7.315 可在车辆控制单元和支持 GPS 的地图工具的指导下自主执行任务。
纽荷兰的 IntelliTurn 系统还能在犁地、播种和耕作过程中实现行末自动转弯。
Fendt 1000 Vario 无人驾驶拖拉机
爱科大马力 Fendt 1000 Vario 配备 AutoGuide 自动转向系统，实现免提田间导航。Fendt Guide Contour Assistant 功能可在斜坡和不平坦地形上实现完全自主的翻耕和土壤作业。通过 Fuse 智能耕作生态系统，可实现远程监控和诊断故障排除。
1000 Vario 可提供 112 至 517 马力的输出功率。
君主 MK-V 全电无人驾驶拖拉机
计划于 2023 年交付使用的君主拖拉机 MK-V 完全依靠电池而不是柴油。封闭式、低净空设计内含六个电动马达，可提供额定 250 马力。自主运行依赖于 12 个激光雷达传感器、6 个光学摄像头和用于态势处理的 Nvidia GPU。
MK-V 拖拉机最初将专注于有机葡萄园和果园任务。目标起价为 5 万美元。
洋马 YT5115N 无人驾驶拖拉机
日本拖拉机制造商洋马公司开发了一款名为 YT5115N 无人驾驶拖拉机的概念机。该拖拉机以标准的 YT5113N 行作物机型为基础，利用激光雷达和立体摄像机在田间进行翻耕、播种和喷洒作业时自动导航。无驾驶室的设计为配套的自主硬件设备和农药罐腾出了空间。
洋马公司目前正在改进原型，以便进行商业化生产。
采用无人驾驶农用拖拉机的主要优点
除了新奇之外，无人驾驶拖拉机还能在多个方面为农民带来实实在在的好处。与人类驾驶的同类拖拉机相比，机器人拖拉机具有以下一些最引人注目的优势：
效率更高，完成任务速度更快
没有需要休息的驾驶员，无人驾驶驾驶拖拉机可以连续工作更长时间。它们精确的驾驶和不知疲倦的工作节奏能更快地完成工作。随着农民有信心部署多台无人驾驶拖拉机同时协调作业，效率会进一步提高。通过田间的次数更少，没有重叠，从而提高了效率。
降低运营成本
无需人工操作，大大降低了运营成本。无人驾驶拖拉机可减少昂贵的熟练劳动力需求。通过算法优化的一致步调也降低了油耗。由于驾驶更加平稳，车辆部件的磨损减少，从而降低了维护成本。农场净收入也会因管理费用的降低而增加。
减少对农业化学品的依赖
制导系统使无人驾驶拖拉机能够以惊人的精度播种、喷洒化肥和施用农药。精确播种意味着减少过度使用和浪费农药化肥。投入成本的降低有助于提高利润率。定向施药进一步降低了化学品漂移的风险。
提高灵活性和持续调整能力
与按部就班的年度计划不同，无人驾驶拖拉机能实时应对不断变化的条件。例如，湿度传感器提供的即时数据可以让拖拉机改变灌溉力度。若虫害突然爆发时，拖拉机会立即进行有针对性的喷洒。无人驾驶拖拉机会继续调整计划，以达到最佳效果。
减少对环境的影响
从减少化学品用量到缩小拖曳机具，如今的无人驾驶拖拉机促进了更大的可持续性。与重型柴油机相比，轻型全电动拖拉机可避免压实土壤。小型拖拉机可以更精确地控制脆弱的生态系统，而随着时间的推移，可减少污染和土地退化。
加强工人安全与健康
让人类操作员远离不安全的重型设备，可防止与拖拉机有关的伤亡事故。无人驾驶拖拉机避免了翻车、碾压和缠斗的风险。无驾驶室的机型还能保护农民免受有毒杀虫剂的侵害。无人驾驶拖拉机减少了人工参与度，创造了更安全、压力更小的工作条件。
扩展和定制业务的能力
与固定的农耕团队不同，无人驾驶拖拉机车队可以轻松扩展，以管理更多的耕地面积。农民可以通过增加更多的程序化拖拉机，经济高效地扩大规模。适合特定作物或地形的定制机器也简化了农场的多样化。无人驾驶农机设备也提高了可扩展性。
加强数据收集与分析
车载摄像头、GPS 地图、传感器和计算机视觉为无人驾驶拖拉机提供行驶指导，同时也收集到大量的农业数据。通过分析，可以发现前所未有的模式和改进机会，获得优化未来种植战略的洞察力。
吸引年轻一代
调查显示，千禧一代和 Z 世代对在农业中的应用技术和机器人技术有着浓厚的兴趣。无人驾驶拖拉机和数据驱动的智慧农业是吸引他们的关键因素。在劳动力短缺的情况下，无人驾驶可使农业职业更具吸引力。
采用无人驾驶拖拉机的潜在缺点
无人驾驶农用拖拉机在带来诸多好处的同时，也存在一些值得注意的缺点和风险：
巨额前期投资成本
无人驾驶拖拉机的基础价格约为 50 万美元，对于许多小型农场来说，是可望而不可及的。对于 5000 英亩以下的农场来说，巨额的资本投资可能无法收回成本。为农民提供融资援助可使采用无人驾驶拖拉机变得更加可行。
操作学习曲线
农民还必须掌握 GPS 导航自动化软件、传感器诊断和农业数据分析方面的专业技能。大多数人需要接受大量培训，才能熟练利用这些先进技术及其不断升级。
基础设施的升级要求
要实现农机无人驾驶，农场需要足够的高速互联网进行可靠的数据传输、管理 GPS 地图数据的服务器、固定的充电电源以及技术支持能力。缺乏这些基础设施会阻碍自主化机械设备的采用。
对无人驾驶的潜在干扰
拖拉机传感器或摄像头的任何瘫痪都有可能导致整体自动化失灵。淹水的田地、被遮住的摄像头、布满灰尘的传感器以及模糊的 GPS 信号都可能暂时阻碍自动操作。人工干预和驾驶作为一种故障保护措施仍然必不可少。
易受网络攻击
随着无人驾驶拖拉机的互联性越来越强，它们变得很容易受到网络安全威胁。恶意行为者可能会利用漏洞窃取数据，或通过控制车辆造成严重破坏。采取积极措施防止黑客攻击至关重要。
现有型号的硬件限制
早期生产的无人驾驶拖拉机仍无法完全取代人类的工作。大多数拖拉机缺乏用于检查农作物或疏通机具等工作的操纵附属装置。在能力成熟之前，人工监督仍是关键。
社会对失业的关注
虽然无人驾驶拖拉机弥补了农场劳动力的不足，但人们仍然担心它们会取代剩余的农场工人。再培训和教育计划对于帮助农村劳动力转型和防止对机器人自主化产生反感至关重要。
决定无人驾驶拖拉机是否适合农场的关键因素
在评估是否采用无人驾驶拖拉机时，大多数农民会考虑四个主要因素：
1.种植面积
由于单位成本较高，只有在面积超过 3000-5000 英亩时，购买才具有经济意义。无人驾驶拖拉机只有在更大面积的土地上全天候运行时，才能充分发挥其经济潜力。目前，240-800 英亩以下的地块可能无法证明无人驾驶农机设备成本的合理性。
2.适合无人驾驶的作物和任务
某些作物，如谷物、棉花和干草，需要大量设备进行田间准备、播种、处理和收割活动，因此无人驾驶带来的收益最大。与此相反，需要人工灵巧操作的精细专业作物目前仍然离不开人工。
3.技术工人的可用性
对于那些难以找到并留住经验丰富的设备操作员和田间管理人员的农场来说，使用无人驾驶拖拉机作为补充将大有裨益。他们无需雇佣更多员工，就能提高生产率。然而，劳动力充足且价格合理的农场则不那么急于实现无人驾驶。
4.农场基础设施状况
拥有充足电力、高速连接和精确地理定位系统的现有设施可以轻松集成智能无人驾驶拖拉机。仍然依赖过时基础设施的作业可能首先需要升级，才能发挥潜力。
在大面积生产商品粮等特定情况下，无人驾驶的效益可能会超过弊端。但所有规模和专业的生产者仍应深思熟虑地评估自身的需求和优先事项。
无人驾驶拖拉机未来在农业中的作用
尽管农用拖拉机的操作能力尚未全面超越人类，但其无人驾驶技术仍在迅速成熟。由于传感器、全球定位系统、无线技术和人工智能计算能力的进步，5-10 年前还无法实现的功能，如耕作和播种的全自主化，如今已成为商业现实。
目前，多家主要拖拉机制造商都推出了基于全球定位系统、激光雷达、摄像头和计算的具有强大自主功能的机型，可用于主流商业用途。
其主要优势包括降低运营成本、减轻劳动负担、提高效率、提高精度、扩大可扩展性和丰富的现场数据。但是，小型农场的巨额成本、基础设施的先决条件、网络风险和失业等弊端仍然阻碍着该技术的普及。在评估自动化是否值得投资时，生产商应权衡种植面积、作物、劳动力可用性和设施准备情况。
虽然无人驾驶技术不是灵丹妙药，但该技术的飞速发展有望极大地扩展其能力，并为未来的农场带来更多的可行性。
展望未来，拖拉机的智能和能力必将达到新的水平。真正的无人驾驶设备很快就会流畅地协调执行非常复杂的耕作计划。但是，在纯粹的机器人技术表现不佳的地方，人类的监督、解决问题和机械技能仍将必不可少。
未来几年，无人驾驶拖拉机的普及速度将加快，价格将趋于稳定，功能将与人类技能更加匹配。但是，在农业进入这一新领域的过程中，训练有素、勇于创新的农民对于监督、优化和补充无人驾驶机器仍然至关重要。未来的理想农场很可能是由人和能力越来越强的无人驾驶农业机械组成的混合团队在土地上和谐地工作。
农业在不断发展，但变革的步伐也在成倍加快。拖拉机、收割机和无人机等自主化解决方案有望改变农业。但是，旨在利用这些新兴工具的农民必须客观地在炒作和风险与自己的实际情况之间取得平衡。如果进行战略性部署，机器人助手将释放出巨大的潜力。然而，人类的判断力、综合解决问题的能力、道德和智慧才是未来成功和可持续发展农场的最终基础。
