A növénytermesztésben az agrárdigitalizáció és a precíziós technológiák térnyerésével előtérbe kerülnek a valós idejű mérésekből származó adatok és az ezekre alapozott döntések, célzott beavatkozások. A valós idejű adatok, mint például az időjárás-állomások, talajszenzorok, műholdas vagy drónos monitorozásokból származó információk előnyhöz juttatják a gazdákat.
Egy Iseki a tesztalany
Annak érdekében, hogy az olyan műveletek, mint a vetés, táp anyagutánpótlás és növényvédelem végrehajtása ugyanolyan precíz legyen, mint a mért és számolt adataink, ahhoz a mezőgazdaságban használt erőgépeknél nemcsak a helymeghatározásnak, de a vezérlésnek is ez utóbbiakhoz kell igazodnia.
A modern precíziós rendszerekben a gépkezelő sokkal inkább a folyamat felügyeletét végzi, mintsem a munkagép vezérlését, a szükséges emberi beavatkozások gyakorisága a technológia fejlődésével arányosan csökken. Ez nemcsak utat mutat, de előre is jelzi a mezőgazdasági gépek technológiai fejlődését, hiszen a különböző automatizált rendszerekre egyre nagyobb az igény, ezeknek fejlesztése kulcsfontosságú a jövő agrártechnológiája szempontjából. A Széchenyi István Egyetem Albert Kázmér Mosonmagyaróvári Karának Biológiai Rendszerek és Precíziós Technológiák Tanszékének kutatói önvezetésre képes erőgép fejlesztését végzik.
Az átalakítás a képen látható Iseki TLE 3410 típusú, 40 lóerős kertészeti kistraktoron történik, mivel a gép szerkezeti egyszerűsége és többnyire mechanikus kezelőszervei miatt könnyen beszerelhetők más alkatrészek is. Alapötlet Angliából Az alapötletet az angliai Harper Adams egyetem „Hands free hectare” névre hallgató farmja adta, ahol 1 hektáron, kizárólag autonóm gépekkel, emberi beavatkozás nélkül végzik a gabonatermesztést. Az átalakított Iseki traktor képes a gépkezelő jelenléte nélkül önállóan munkát végezni, a gépkezelőnek csak távolról szükséges felügyelnie a folyamatokat. Ez a fejlesztés magában foglalja az erőgép minden kezelőszervének vezérlését, így lehetővé teszi a mezőgazdasági műveletek teljes automatizálását, és irányt mutat az autonóm (önálló döntéshozatali képességgel rendelkező) gépek alkalmazásához is.
A fejlesztés első feladata a traktor kormányzásának megoldása, ami egy automata kormányrendszerrel történik. A gyártók számos, kereskedelemben kapható rendszert kínálnak. A választás a fenti képen látható Trimble GFX-750 automata kormányrendszerre esett, mely könnyedén beépíthető a meglévő traktorba. A helymeghatározás NAV 500-as GPS-vevővel történik, a földfelszíni állomások által biztosított RTK-korrekció segítségével a pontossága ±2,5 cm. Ez egy jó alapot képez a gép automata irányításához, már akkor is, ha csak szoftver alapfunkcióit használják ki.
A távolról vezérelt előre és hátra mozgás kivitelezése már összetettebb folyamat. Ugyanis a traktornak képesnek kell lennie emberi segítség nélkül a fokozatok kiválasztására, haladási irányának és sebességének precíz beállítására. A fejlesztés kiindulási alapját az adta, hogy a gépben a motor teljesítményét egy hidrosztatikus hajtómű közvetíti a kerekek felé. Ez a megoldás fokozatmentes sebességváltást tesz lehetővé az álló helyzettől a maximális 25 km/h sebességig, amit a gépkezelő tetszés szerint szabályoz két taposott lábpedállal. Ezt a fajta emberi beavatkozás helyettesíthető más gépelemekkel, mint pl. pneumatikus vagy hidraulikus munkahengerekkel vagy aktuátorokkal.
A kutatócsoport az utóbbi alkatrészek alkalmazása mellett döntött, hiszen az átalakítandó kistraktor nem rendelkezik saját sűrített levegős rendszerrel, a hidraulikus megoldást pedig a szűkös helykínálat nem tette lehetővé. Ez az egység képes egy villanymotor forgó mozgását, egy munkahengerhez hasonlóan, egyenes irányú mozgássá alakítani. Egy ilyen alkatrész beszerelésével hatékonyan lehet mozgatni a pedálokat és a hidromotor vezérlését összekötő rudazatot. Az aktuátor mozgási iránya egyszerűen változtatható az egyenáramú betáplálás pólusainak felcserélésével, melyet az áramkörbe integrált távvezérelt mágneskapcsolók végeznek. Ettől a fejlesztési fázistól már egy távirányító vagy számítógépes program alapján is működtethetők az aktuátorok. Ezzel a megoldással egy könnyedén és pontosan vezérelhető rendszert kapunk, melynek működése nagyobbrészt hasonlít arra, ahogy egy gépkezelő is vezetné a traktort. A táblahatárok manuális felvételét követően a fejlesztett erőgép képes emberi beavatkozás nélkül elvégezni a szántóföldi műveleteket a legoptimálisabb útvonalon, továbbá ISOBUS-csatlakozón keresztül képes a precíziós munkagépeket is vezérelni.
A biztonságot előtérbe helyezve (mivel egy gépkezelő nélküli traktorról van szó) a fejlesztők egy vészleállító rendszerre is gondoltak. Az erőgép motorjának gyújtásvezérlő elektronikájába beszerelt mágneskapcsolóval az erőgép egy gombnyomással távolról azonnal leállítható, ha bármi rendellenességet észlelnek.
További fejlesztések
A fejlesztés következő lépései a különböző kezelőszervek; hidraulika, TLT, rögzítőfék és fényjelző berendezések automatizálása, hiszen ez teszi majd lehetővé, hogy a mezőgazdasági munkákat teljesen önállóan, a legnagyobb pontossággal végezze a traktor. A kutatók a jövőben kitüntetett figyelmet fordítanak a drónok, szántóföldi robotok és akár több autonóm traktor összehangolt munkájára, illetve arra, hogy ezek a gépek a munka jellegétől és teljesítményigényétől függően egymás között kommunikálva osszák fel a feladatokat
Az autonóm mezőgazdasági gépek a jövő precíziós mezőgazdaságának csúcsát képviselik, melyek térben és időben is a lehető legpontosabb növényvédelmet és földművelést tesznek lehetővé. Kutatási területük hatalmas, az ehhez hasonló automata gépek fejlesztése komoly előrelépést jelent e cél érdekében.
Köszönetnyilvánítás
A kutatómunkát a „Precíziós Bio-Műszaki Kutatócsoport” végezte, amelyet a „Széchenyi István Egyetemért Alapítvány Kuratóriuma” támogatott. A publikáció elkészítését „Az NFKI alapból megvalósuló – 2020-1.1.2-PIACI-KFI-2021-00182” azonosítószámú projekt támogatta.
Karsay Sándor
Fejlesztő munkatársak: dr. Neményi Miklós, dr. Kovács Attila József, dr. Nyéki Anikó, dr. Teschner Gergely, Nagy Botond, Németh Gergő, Karsay Sándor
Széchenyi István Egyetem, Albert Kázmér Mosonmagyaróvári Kar, Biológiai Rendszerek és Precíziós Technológiai Tanszék, Mosonmagyaróvár
