Một cuộc cách mạng thầm lặng đang diễn ra trên khắp các trang trại của Mỹ—và nó im lặng đến mức bạn có thể phải căng tai ra mới nghe được.
Máy kéo điện tử tùy chọn người lái hứa hẹn sẽ tăng hiệu quả đồng thời cắt giảm lượng khí thải.
Mặc dù máy kéo diesel thực tế đồng nghĩa với nông nghiệp, nhưng công nghệ xanh đang định hình lại mối quan hệ giữa nông dân và những con ngựa này—và có lẽ là bản chất của nông nghiệp nói chung.
Một đội máy kéo mới nổi không có tiếng ồn và không có khí thải hứa hẹn sẽ giúp người trồng trọt thoát khỏi gánh nặng của canh tác truyền thống, vượt xa sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Bằng cách khai thác công nghệ xe điện (EV) và rô-bốt, máy kéo điện tử tùy chọn người lái giúp nâng cao hiệu quả trong tất cả các khía cạnh của công việc đồng áng—từ gieo hạt và làm cỏ đến thu hoạch và sửa chữa thiết bị—đồng thời có thể mở đường cho các hoạt động lao động, đồng ruộng và tính bền vững tốt hơn .
“Mọi người không xây dựng nhiều như vậy trong các nhà máy nữa. Mark Schwager, đồng sáng lập và chủ tịch của Monarch Tractor có trụ sở tại Khu vực Vịnh San Francisco , công ty gần đây đã ra mắt máy kéo điện tử tự động đầu tiên cho biết: “Máy móc làm việc và con người ở đó để giám sát chúng. “Đó là cách làm nông nghiệp.”
Máy kéo điện có nguồn gốc từ Bắc California, một khu vực nặng về nông nghiệp và công nghệ. Solectrac có trụ sở tại Sonoma County đã ra mắt mẫu xe đầu tiên vào năm 2017 và mặc dù khởi đầu chậm chạp—công ty đã bán được khoảng hai chục xe trong bốn năm đầu tiên—doanh số bán hàng cuối cùng đã đạt được sức hút vào năm ngoái, nhờ trợ cấp của nhà nước và tăng năng lực sản xuất.
Schwager, ngành công nghiệp sản xuất pin lithium-ion, động cơ và các bộ phận điện, cho biết sự phát triển của máy kéo điện kéo theo ngành công nghiệp xe điện. Monarch được thành lập vào năm 2018, cách nhà máy Fremont của Tesla hàng dặm, cho phép hãng khai thác cơ sở sản xuất lâu đời.
Mẫu Mark-V của Monarch tích hợp công nghệ EV tự trị. ( Ảnh do Monarch Tractor cung cấp)
Không phát thải là điểm bán hàng chính của bất kỳ phương tiện cắm điện nào. Nhưng với một chiếc máy kéo diesel thải ra khối lượng carbon và hạt tương đương với 14 chiếc ô tô, việc thay thế một chiếc bằng phiên bản điện có thể có tác động đáng kể trên quy mô lớn mà không làm thay đổi năng suất, Schwager nói.
Pin có kích thước tự động có thể kéo dài tới 14 giờ chỉ với một lần sạc 5,5 giờ (Schwager lưu ý rằng chuồng thường được trang bị phích cắm 220 volt) và nó có tuổi thọ từ 15 đến 25 năm tùy thuộc vào tần suất sử dụng. Một xe đẩy tùy chọn để chứa pin dự phòng cho phép hoán đổi nhanh chóng tại hiện trường trong các hoạt động sử dụng nhiều năng lượng.
Loại bỏ khí thải chỉ là một phần của gói. Được trang bị camera cảm biến và giao diện kỹ thuật số hoàn toàn, mẫu đầu tay của Monarch, Mark-V nhỏ gọn, tích hợp công nghệ EV tự trị: Máy kéo tùy chọn người lái có thể được lập trình để chạy tự động, được dẫn hướng từ xa qua các cánh đồng và vườn cây ăn quả để phun, xới hoặc bừa hoặc theo dõi công nhân khi họ di chuyển dọc theo hàng cây trồng, mang theo vật tư hoặc thu hoạch.
Schwager nói: “Trong một ngành đang phải đối mặt với tình trạng thiếu lao động và lực lượng lao động già đi nhanh chóng, “nó sẽ lấp đầy những công việc không thể lấp đầy được”. Ví dụ, bằng cách sử dụng các khả năng tự trị, một người có thể điều khiển một đội máy kéo từ màn hình để giám sát nhiều nhiệm vụ trải khắp trang trại.
Ông cho biết thêm, tự động hóa cũng có thể giúp giảm bớt công nhân lao động trong điều kiện khắc nghiệt và khuyến khích người trồng trọt áp dụng các biện pháp xanh hơn. “Nếu công việc cắt cỏ không làm bạn tốn bất kỳ chi phí nào, thì cỏ dại cần ít phun hơn nhiều.”
Hình ảnh lịch sự của Monarch Tractor.
Domenick Buck, giám đốc dịch vụ ven biển tại Hiệp hội chăm sóc vườn nho ven biển ở Santa Barbara, gần đây đã bổ sung 18 máy kéo điện tử vào đội 40 động cơ diesel của công ty quản lý vườn nho của mình. Mặc dù anh ấy nhận thấy khả năng trọng lượng của EV bị hạn chế trong việc kéo các dụng cụ rộng hơn và nặng hơn, nhưng các tính năng tự động và tiết kiệm nhiên liệu — bao gồm cả khả năng nhìn ban đêm cho phép tiếp tục nghiên cứu thực địa sau khi mặt trời lặn — tất cả đều giúp ích cho điểm mấu chốt, anh ấy nói. Và mặc dù công nghệ này khiến người lao động lo ngại về vấn đề đảm bảo công việc, nhưng “tại thời điểm này, nó không phải là sự thay thế,” ông nói thêm. “Bằng cách phân bổ một số nhiệm vụ nhất định, nó bổ sung cho những gì chúng ta đã có,” giúp giảm bớt lo lắng về sự khan hiếm và chi phí lao động tăng cao.
Là một hoạt động hữu cơ và sinh động học, “chúng tôi cũng lưu tâm đến [tác động] lâu dài của mình đối với một tài sản,” Buck nói, “vì vậy chúng tôi rất vui mừng về việc giảm lượng khí thải carbon của mình.” Và ô nhiễm tiếng ồn giảm là một phần thưởng, anh ấy nói thêm — thay vì tiếng gầm rú và ầm ầm của động cơ diesel, “thứ này chỉ kêu vo vo”.
Với mức giá cơ bản là 89.000 USD—cao hơn gấp đôi so với giá của một chiếc compact thông thường—việc tiết kiệm có thể phải trả giá. Tuy nhiên, Schwager lưu ý rằng California cung cấp các khoản giảm giá hào phóng có thể giảm giá xuống bằng hoặc thấp hơn giá của máy kéo diesel. Monarch đang làm việc với các tiểu bang khác và chính phủ liên bang về các chương trình tương tự, mặc dù thời gian vẫn chưa rõ ràng.
Tuy nhiên, việc chuyển sang sử dụng điện vẫn có thể hiệu quả đối với những người có ngân sách eo hẹp. Với mức giá cơ bản là 12.990 đô la, Amiga, một máy kéo siêu nhỏ rô-bốt, cung cấp cho những người trồng trọt nhỏ một giải pháp lao động lớn, một giải pháp có thể điều chỉnh quy mô và điều chỉnh để đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau.
Được phát triển bởi farm-ng , một công ty công nghệ robot có trụ sở tại Watsonville, ngay phía nam Thung lũng Silicon, Amiga trông giống xe thám hiểm mặt trăng hơn là cỏ ba lá khi nó chạy dọc theo cảnh quan nông thôn. Nền tảng bốn bánh đi kèm với bảng điều khiển dạng ống lồng và nó chạy bằng pin xe đạp điện có thể thay thế, kéo dài tới tám giờ cho mỗi lần sạc. Bất chấp kích thước, hệ thống truyền động một mã lực có thể kéo hoặc chuyên chở trọng tải hàng nghìn pound, đồng thời nó cũng có một loạt chức năng tự động và điều khiển từ xa.
Amiga với một bộ phận gắn vào giỏ và ghế lái. (Ảnh do farm-ng cung cấp)
Giám đốc phát triển kinh doanh Nathan Dorn cho biết: “Chúng tôi miễn cưỡng gọi nó là máy kéo vì chúng tôi không cố gắng thay thế chúng. “Chúng tôi đang thay thế công việc chính xác hơn và khó khăn hơn,” và thậm chí mạo hiểm sang lĩnh vực mới như nhà kính và chuồng trại.
Có thể mở rộng theo chiều rộng từ 3 đến 7,5 feet, Amiga được thiết kế cho mô-đun. Khung thép có thể hàn cho phép nhiều cấu hình và tùy chỉnh của người dùng, đồng thời nó chứa các tiện ích bổ sung như máy gieo hạt chính xác, bộ trợ lực ba điểm và thậm chí cả ghế lái. Dorn nói: “Đó là một khối xây dựng cho nông dân.
Các chức năng tự trị bao gồm điều hướng từ xa và tự điều hướng—farm-ng cũng đang phát triển một công nghệ tương tự để hướng dẫn Blue Ghost Lunar Lander đến một vị trí chính xác trên bề mặt mặt trăng—cũng như các khả năng “theo tôi”.
Dorn cho biết, kết hợp với nền tảng nguồn mở của Amiga, đó là một bức tranh trống cho các vụ hack bất tận. Ví dụ, máy ảnh có thể được sử dụng để kiểm kê cây cối trong vườn cây ăn quả hoặc đàn bò trên đồng cỏ hoặc sử dụng các manh mối trực quan để đánh giá độ chín của cây trồng. Ông hình dung người dùng sẽ phát triển, chia sẻ và thậm chí kiếm tiền từ phần mềm sáng tạo thông qua cửa hàng ứng dụng trực tuyến của công ty, giống như điện thoại thông minh.
Jason Mellow từ Axis Ag sử dụng thu thập dữ liệu trực quan trên cây rau diếp ở Yuma, Arizona. (Ảnh do farm-ng cung cấp)
Ricardo Lopez, giám đốc sản xuất rau của Rancho Soquel , cho biết bất chấp sự hoài nghi ban đầu từ nhóm của anh ấy về việc bổ sung robot, “Tôi nghĩ rằng chúng tôi gần như đã đồng ý hoàn toàn vào thời điểm này . Tọa lạc tại Hạt Santa Cruz, trang trại hữu cơ và tái tạo rộng 17 mẫu Anh trồng nhiều loại cây trồng khác nhau—lên đến 40 loại trong một mùa nhất định—bao gồm cà chua, rau xà lách và đậu Hà Lan.
Trang trại, bao gồm đồng cỏ chăn thả gia súc và vườn cây ăn quả, đã dựa vào các phương tiện địa hình gồ ghề (RTV) giống như máy kéo mini để vận chuyển vật tư. Nhưng RTV nặng nề trên các cánh đồng nên chúng được giữ ở rìa, đòi hỏi công nhân phải mang dụng cụ, thiết bị và thu hoạch bằng tay.
Mặt khác, Amiga nhỏ gọn và nhẹ, di chuyển nhẹ nhàng và “mang lại cho chúng tôi sự linh hoạt đối với các nhu cầu cụ thể như gieo hạt và trồng trọt trên luống,” Lopez nói. "Và mọi người rất vui mừng về việc không phải vận chuyển thùng nữa."
Các khoản giảm giá của California cũng áp dụng cho Amiga, Dorn lưu ý, và có thể giảm tới 90% chi phí. Tuy nhiên, việc chuyển đổi từ máy kéo diesel đã mang lại những khoản tiết kiệm vốn có: Một lần sạc đầy điện rẻ hơn một bình xăng và việc không có động cơ giúp loại bỏ chi phí bảo trì như thay thế bộ lọc hạt, theo Schwager, có thể tốn gần 3.000 đô la. (Tuy nhiên, tất cả các máy kéo đều yêu cầu bảo dưỡng thủy lực.)
Cả Monarch và farm-ng đều công khai ủng hộ quyền sửa chữa—một vị trí dường như hiếm có trong ngành—đồng thời cung cấp hỗ trợ và cập nhật miễn phí, qua mạng cho phần mềm và hệ điều hành. Giám sát từ xa cũng cảnh báo chủ sở hữu về các vấn đề và nhu cầu dịch vụ, cùng với hỗ trợ từng bước, làm cho công nghệ bớt khó khăn hơn, dễ tiếp cận hơn và giá cả phải chăng hơn.
Schwager nói: “Tôi đã sử dụng robot trong các nhà máy trong suốt sự nghiệp của mình và nghĩ rằng thật không công bằng khi nông dân không có điều tương tự. “Vì vậy, tôi nhìn thấy tiềm năng to lớn của công nghệ để đưa nông nghiệp vào thế kỷ 21.”
