Pero los desarrolladores senior lo hicieron el año pasado.
Quizás recuerde que hablamos sobre cómo puede mejorar en gran medida el rendimiento de una cosechadora agrícola convencional si usa redes neuronales para reconocer cultivos y obstáculos y un robot para piloto automático. Todo esto (a excepción de los procesadores Nvidia y algo más de hardware) es nuestro desarrollo. Y la alegría es que en algunas regiones del sur del país la temporada de cosecha ha terminado y nuestras cosechadoras se desempeñaron mejor de lo esperado. ¡Gloria a los robots!
Este año entregamos varios cientos de bloques de un potente núcleo gráfico (para redes neuronales), cámaras, bombas hidráulicas o módulos CAN para la dirección. Si el año pasado los pilotos agrícolas estaban en operación de prueba, ahora estamos hablando de modelos en serie. Y lo lograron.
Además, lo hicieron mejor de lo que esperábamos. Además, no todas las funciones se incluyeron en el lanzamiento. De hecho, el núcleo permaneció en el lanzamiento, pero esto solo permitió obtener un efecto económico muy notable.
Por supuesto, hubo algunas sorpresas. Pero seamos más específicos, con números y ejemplos.
Puede ver la cámara de 2 megapíxeles desde arriba. NVIDIA TX2 en una carcasa especial y con un disipador de calor enorme se monta debajo en el espacio del sub-gabinete. La pantalla está en la cabina.
De qué se trata
Una cosechadora agrícola es similar en complejidad a un órgano de iglesia. Cuando hay un operador de cosechadora y un asistente en la cabina, uno dirige (sujeta el borde) y el segundo controla el carrete, los vientos, los tambores y, en general, supervisa la recolección. La tercera persona en este momento puede hacer el envío en movimiento al camión que viaja cerca. El cuarto es observar los obstáculos. En la era de la URSS, había dos en la cabina, luego solo había uno. Como resultado, maneja o recolecta grano normalmente. Estando quieto, no funciona normalmente para recolectar grano, por lo que maneja. Nuestra primera publicación trata sobre cómo todo está ingeniosamente retorcido allí y por qué las cosechadoras muelen regularmente a las personas, chocan contra tractores y líneas eléctricas que atraviesan el campo .
La segunda característica es que cada uno de los roles, incluso si lo realizas sin parar, es muy monótono y requiere una vigilancia constante. Es como mirar la pista 10 horas al día, siempre que necesites captar literalmente dos momentos al día cuando necesitas una reacción rápida.
La tercera característica es que las cosechadoras a menudo prefieren cosechar más rápido con menos eficiencia (ya que el pago se aplica a las toneladas enviadas), en lugar de obtener el máximo de grano por hectárea.
La serie incluye características de retención de bordes (la cosechadora en sí misma monitorea cómo se conduce y se dirige por sí misma) y prevención de colisiones (la cosechadora mira cuidadosamente alrededor y predice el movimiento de todo lo que ve, desde personas hasta tractores). Aquí, los desarrollos del tranvía no tripulado después de circular por VDNKh fueron muy útiles. El campo está mucho más tranquilo con obstáculos. Acerca de la analítica de video está aquí...
Un departamento separado se dedica a entrenar redes neuronales (fotografiar situaciones y marcar datos) para determinar dónde está el cultivo, cómo se ve el trigo depositado, etc. Como no hay muestras de entrenamiento, vamos al campo y nos disparamos. Esto es importante porque el mismo cultivo difiere visualmente de una variedad a otra y de un clima a otro.
Otra división se dedica al desarrollo de hardware. Disponemos de un radar de diseño propio para locomotoras diésel y tranvías, pero la cosechadora solo tiene cámaras, porque necesitan equiparse lo más barato posible. Una historia compleja es el análisis de los protocolos de control (a veces se pierden junto con el fabricante y luego es necesario revertirlo) o la instalación de sistemas hidráulicos para mezclar nuestra señal con la dirección. Los módulos de cálculo de cada cosechadora son autónomos.
Que paso este año
No fueron ingenieros y probadores especialmente capacitados los que salieron a los campos, sino trabajadores ordinarios, para quienes se desarrolló todo esto. Estaban cosechando una cosecha real. Y sí, probaron la resistencia de nuestro sistema, como en ese chiste sobre la motosierra.
Sobre todo, teníamos miedo de que fueran los usuarios finales (combinadores) los que interferirían con la implementación, porque sentirían una amenaza para su trabajo. Pero todo salió bien. Entienden las limitaciones del piloto automático, entienden lo que se necesita en la cabina, entienden cómo los descarga y qué pueden hacer exactamente mejor. Su producción aumenta, lo que significa que aumentan las ganancias por la cosecha. Y significativamente: alrededor del 10-15%. Quieren trabajar con nuestro robot en parejas. En una granja, lucharon por los coches con él.
La persona está completamente descargada. Enciende el sistema, suelta el volante, en el mejor de los casos controla el funcionamiento del automóvil, en el peor, se sienta al teléfono. Las semanas de cosecha para los operadores de cosechadoras son trabajo-sueño-trabajo-sueño-trabajo. En principio, no hay fuerza para nada, porque en un mes necesitas ganar durante seis meses. Nuestros pilotos empezaron a decirles que todavía tenían fuerzas para la tarea. Los coches empezaron a verse mejor, porque después del trabajo no quería quedarme dormido, pero era posible hacer mantenimiento. Los que eligieron deliberadamente una jornada laboral más larga dijeron que era fácil trabajar dos horas más. Habrían trabajado más duro, pero no de noche: rocío.
Aquí hay un par de imágenes que los operadores de máquinas vecinos vieron desde sus autos y luego subieron para ver cómo funcionaba todo:
¡Se sienta ahí, bebiendo té, bastardo! *** [¿Por qué] se necesita ahora un operador de máquina? " Luego vieron que el robot todavía no podía hacer todo y se dieron cuenta de que era como una nueva cosechadora con un par de características. Y se calmó.
Hay números:
- La productividad del cambio en el tiempo ha aumentado: la cosechadora no se cansa. Esto puede parecer una ventaja numérica del 10-15%, pero es mucho más interesante. Esto se debe a que le brinda tres días adicionales de limpieza. Esto significa que si hace mal tiempo (lluvias torrenciales, en las que el grano brota o se desmorona), la cosecha no se perderá, sino que se recogerá en su totalidad con mucha mayor probabilidad.
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Resulta que los operadores y gerentes de la máquina dicen unánimemente que el trabajo se ha vuelto más fácil. Los que no tenían manipuladores de granos pensaron en comprarlos además. Las diferentes fincas tienen diferentes normas diarias, generalmente de 20 a 25 hectáreas. Vimos que apostaron tranquilamente 30, y la gente no se agota. Para algunos, esto resultó ser una oportunidad para reducir la flota de cosechadoras para el próximo año: no habría necesidad de comprar dos o tres máquinas. Sé que suena muy extraño, pero dos granjas (de cada cien) dijeron que harían exactamente eso.
La recolección comenzó con lo que German Gref intentó en el grupo agrario Peschanokop (en un gran lote en serie) y dijo que lo dominó en tres minutos. Estamos orgullosos de este video. Si el presidente del banco se las ha arreglado, los trabajadores del campo seguramente lo harán.
Bueno, si de repente alguien libera a varios cientos de funcionarios en la región, entonces puede volver a capacitarlos rápidamente para que sean operadores de equipos. Piénsalo. Rusagro firmó un contrato por 240 vehículos. Muchas granjas han pedido kits complementarios para todo el parque el próximo año.
No sin sorpresas
Por cierto, cómo los hombres dominaron rápidamente la técnica. La granja tomó cuatro juegos para probar, llegamos, los instalamos en las máquinas e hicimos la puesta en marcha. No hemos calibrado completamente la odometría porque necesita luz natural. Decidimos hacerlo por la mañana. Por la mañana, vienen los instaladores y los hombres de estas máquinas con la configuración predeterminada ya han entrado en el campo, todo se ha inicializado y están disparando desde la cabina lo que está haciendo el robot. Incluso puede haber sido una transmisión de Instagram para el resto del campo. Por un lado, por supuesto, quería hacer la calibración, pero por otro lado, es bueno que los hombres comenzaran todo ellos mismos y todo volviera a la configuración predeterminada.
Después de los primeros días en muchas granjas, comenzaron a creer en nuestro robot, como en un intelecto omnipotente como Terminator, o simplemente probaron su fuerza. De una forma u otra, una finca decidió intentar limpiar por la noche. A veces, la gente piensa que un robot debería pensar como un humano. Nos decepcionó un poco que le fuera peor por la noche. El hecho es que en el lanzamiento de combate no hay limpieza nocturna: esto requiere entrenamiento adicional y algoritmos de procesamiento de datos ligeramente diferentes. Hasta ahora, garantizamos el trabajo nocturno normal solo con una iluminación suficientemente amplia (es así en las cosechadoras extranjeras hace tres o cuatro años en casi todas partes), pero aquí nuestros probadores salieron al campo en una cosechadora doméstica de hace 16 años con un estrecho cono de luz parpadeante en el frente. Dado que la mayoría de las granjas no practican la limpieza nocturna, pospusimos esta función para el próximo año.
El segundo lugar donde se sobrestimaron las expectativas fueron las difíciles condiciones de polvo. Por ejemplo, las cosechadoras, cuando se suceden, levantan nubes de polvo. El viento a veces es tal que una ráfaga de polvo arroja una nube de polvo hacia la cosechadora, que está detrás. Dado que no es guiado por un radar caro, sino por una cámara normal, no puede ver lo que hay delante. La visibilidad en las nubes de polvo es de seis metros. En esos momentos, nuestro sistema deja de ver: envía una señal al operador y libera el control. Incluso nos dijeron que el lidar se negó. Pero no hay LIDAR en la cosechadora. Los operadores de la máquina juraron: "¿Cómo no puede ver?" Al final, esto es lo que de alguna manera los tranquilizó sobre el trabajo. Una persona recuerda y comprende: a la cosechadora, unos 10 metros, estamos conduciendo a tal o cual velocidad, la ráfaga se llevará en un minuto, no pasará nada, si demora más, tenemos que levantarnos. Y Pyotr Mikhalych definitivamente no se pondrá al frente. Probablemente.El sistema no tiene experiencia de vida y no ha bebido con Mikhalych durante años, por lo que en este caso detiene el auto y suelta el control. Entonces, una vez más, la inteligencia humana derrota al bot.
El lanzamiento no incluyó rotaciones automáticas. Esta es la característica que asombró increíblemente a todas las cosechadoras, pero resultó ser la más difícil de probar: con un ancho de cabezal enorme, necesita construir muchas hipótesis sobre lo que se pierde de vista. Cada máquina tiene sus propias características. Además, también requiere un sistema de control complejo para establecer una ruta por adelantado o programarla de alguna manera. Estamos a favor del control natural: pulsaste el interruptor del robot, conduces el coche, sales al campo y empiezas a limpiar. El robot dice: "Hombre, déjame conducir", haces clic en el segundo interruptor y él conduce. Tienes que girar, solo hazlo, el copiloto suelta el control y luego busca una nueva ventaja. Cuando lo encuentra, vuelve a pedirle que le devuelva el control. Todo es intuitivo y sencillo. Como resultado, confiamos a la gente a girar entre los pasillos.Con la automatización, estamos esperando el final de las pruebas en terrenos difíciles. Normalmente, la conducción tiene una longitud de hasta cinco kilómetros, es decir, los giros en sí mismos toman menos del 1% del tiempo de funcionamiento de la cosechadora.
Solo hay una cámara en la cosechadora, porque la prioridad es el precio. El segundo no aumenta mucho el precio, pero aumenta en gran medida la carga computacional, y una unidad computacional con 4 Tflops es una gran parte del costo del hardware. La cámara mira hacia la izquierda en el encabezado. Hay varios esquemas exóticos (rara vez se usan en la Federación de Rusia), cuando todo lo interesante sucede no solo a la izquierda, sino también a la derecha. En general, tenemos dos sistemas de limpieza principales: la paleta y la lanzadera. Trabajar con una curva: se corta una parte del campo y todo se corta a su alrededor en un rectángulo o círculo que se estrecha, esforzándose hacia el centro. En consecuencia, lo hacemos en sentido antihorario. En lanzadera: desde un lado llaman y conducen de un lado a otro, como en una impresora. Los tramos vacíos se forman entre penetraciones, pero puede tomar una sección de cualquier forma. Entonces, para campos de forma compleja, hay esquemas más optimizados,que requieren mirar en ambas direcciones. Quizás en uno de los próximos lanzamientos ofrezcamos el cambio entre cámaras.
Esquema "canadiense".
Luego, editar. En pleno verano, en medio de la cuarentena, nuestras cosechadoras por primera vez desde el año pasado lo vieron y notaron de repente todo. Más precisamente, probablemente lo notaron ese año, pero comenzaron a pedir kits justo antes de la cosecha (esto posiblemente se deba a préstamos a fincas con plazos cortos). Como resultado, viajamos por todo el país en condiciones de cuarentena, lo que dejó una huella única en el trabajo de los especialistas en redes neuronales. Los instaladores se sentaron en algún lugar durante 14 días, en algún lugar donde caminaron casi en trajes espaciales, pero lograron hacer frente a 50 granjas (y siguen siendo las mismas).
Enfrentamos dificultades técnicas: en algunos modelos extranjeros (y uno ruso), el diseño de los compartimentos es extremadamente denso. La diferencia es cómo hay que mirar debajo del capó de un Zhiguli y mirar en un MacBook. Los tamaños se enviaron desde los campos, pedimos urgentemente nuevos soportes o nuevos sistemas de montaje para un modelo específico.
Debido a la pandemia, se cambió el proveedor de equipos. Los cuerpos de las válvulas eran de un fabricante alemán. Nos dijeron en marzo: "Vuelve en cuatro meses". Fue pánico, porque toda la historia dependía de ello. Encontramos un fabricante ruso, lo entendieron todo, resultaron ser fáciles de llevar y nos hicieron hidráulicos. Con prontitud, pero también no sin sorpresas y no sin nervios a la hora de plantear la tarea, por supuesto. Pero hasta este año, no creíamos que esto fuera posible en absoluto en Rusia.
Que sigue
Los robots cosecharon cereales: trigo, cebada, avena, centeno en las regiones del sur. Todavía no ha habido una operación en serie en maíz y girasol (esto es más tarde en términos agronómicos). También estamos interesados en la colza y la soja. La violación es Rusia Central, mientras esperamos la cosecha allí. Soja: Siberia, Altai, sur de Siberia, territorio de Khabarovsk, esto es muy pronto.
El boca a boca no se detiene. Durante el último mes y medio, alrededor de una docena de propiedades muy grandes de las primeras 50 han venido con sus propias solicitudes personalizadas. Algunos ya están comprando kits de prueba para esta cosecha. Alguien hace nuestros propios conocimientos tradicionales y deseos especiales para nosotros; pensaremos en la temporada baja. Las tareas son atar el monitoreo del rendimiento (la cosechadora calcula el grano en telemetría y ve las coordenadas, es decir, puede tomar datos sobre el rendimiento de las parcelas de suelo hasta un metro), monitoreando el funcionamiento de la cosechadora (enviando telemetría al centro). Algunas fincas vienen solo a la figura, para muchas es importante para la rotación de cultivos que se marquen los puntos críticos en los campos. Es importante comprender el rendimiento promedio anual y valorar el "efectivo" cada año. Se necesitan análisis para comprender aproximadamente la carga de tractores y equipos: comprar o reducir.Hay muchos matices en el pedido de combustible y lubricantes antes de la temporada: todos estos son anticipos desagradables. Como dijo un director importante de una gran granja: “Trabajamos con el mercado. No controlamos el mercado. Para ganar más, solo podemos reducir el costo. Si no lo reducimos, nos comerán estúpidamente ".
La vida útil de la cosechadora se escribe de 10 a 12 años (pero a menudo vemos 2005, este año se fijó incluso para 2001). Los modernizaremos todos. Porque mientras el caballo está vivo, lo montan. Cuando la reparación se vuelve más cara que el costo de una nueva, toman una nueva. Termina, por cierto, con el hecho de que la cosechadora vieja se convierte en donante de repuestos para otras del mismo tipo. Sí, este es un hígado flácido y piernas rotas, pero funcionan durante uno o dos años. Entonces todo decae.
Y otra gran cosa es la retroalimentación de que con esta economía la cosechadora se amortiza más rápido. Un automóvil cuesta, por ejemplo, 25 millones de rublos (según el fabricante y el modelo). La granja piensa: cinco años: para los automóviles nacionales, un automóvil extranjero vale la pena en ocho años. Ahora, aproximadamente menos un año.
Ahora terminaremos de limpiar este año en modelos de producción y varios más experimentales, uniremos la economía y se publicarán en revistas económicas internacionales. Nuestros módulos se instalarán tanto en esta forma: una caja separada en las cosechadoras, y se incluirán en forma de dispositivos integrados en nuevas cosechadoras, si todo termina bien. Lo hicimos. Los dos años y medio de vida del equipo parecen cambiar un poco el mundo.
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PD