约翰迪尔的技术如何从19世纪的犁发展到人工智能和自主

自动驾驶、人工智能、电气化和碳纤维等流行语在汽车行业很常见，它们成为热门话题也就不足为奇了：制造商在平衡成本和需求的同时竞相获得相对于竞争对手的优势。然而，可能会让你惊讶的是，拥有180年历史的农业设备巨头约翰迪尔在多大程度上使用了这些相同的技术。不同之处在于，他们将它们用于15吨重的农用车辆。

几年前，约翰迪尔的首席技术官贾米·欣德曼告诉《边缘》杂志，该公司现在雇佣的软件工程师比机械工程师多。不用深入研究，你就会发现约翰迪尔正在朝着技术和自主前进，这种方式可能会让企业以外的人觉得不合时宜。

“很容易低估我们服务的行业，尤其是农业领域的技术含量，”欣德曼告诉《大众科学》。“现代农场与10年前、20年前和30年前的农场非常不同。有些农场很容易采用技术，使农业更高效、更可持续，对种植者来说更有利可图。他们正在使用高端技术：计算机视觉、机器学习、[全球导航卫星系统]引导、自动化和自主性。”

PopSci在上个月举行的首届2023年约翰迪尔技术峰会上深入了解了该公司的高科技方面。这一切是如何展开的。

它从哪里开始，又将走向何方

农业设备巨头背后的OG创始人约翰·迪尔从铁匠起家。1804年出生的迪尔从家乡佛蒙特州搬到伊利诺伊州时，他听到农民客户抱怨当时常用的铸铁犁。粘稠的土壤粘在铁犁上，导致农民每次不得不停下来刮干净设备时效率都会大幅下降，这可能是每隔几英尺一次。

迪尔受到了创新的启发，于1837年抓起一把破锯片，创造了第一台商业上成功的“自我冲刷”钢犁。钢的闪亮抛光表面工作得很好，可以更快地切割泥土，中断更少。迪尔转向了一项新业务。180多年后，该公司继续寻找新的方法来改进耕作过程。

一切都始于数据，农业社区利用和推断了大量数据。除了年鉴、笔记本和代代相传的知识产权之外，大型农场使用的数据驱动着农场做出的每一个决定。当涉及到盈利能力时，每个数据点都可能意味着收益和损失之间的差异。约翰迪尔和卡特彼勒和马欣德拉等竞争对手都在利用与农场设备相关的软件帮助农场收集和分析数据。

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随着技术的普及，美国农业社区——以及世界各地的农业社区——正在寻找提高产品效率的方法。约翰迪尔承诺到2026年交付20款或更多电动和混合动力建筑设备。除此之外，该公司还致力于改进其用于驾驶大型车辆的自动驾驶软件，目标是确保到2030年所有10万亿玉米和大豆种子都能自主种植、护理和收获。

农业用电

今年2月，约翰迪尔（John Deere）推出了其首款全电动零转弯割草机（这意味着它可以在不需要大圆圈的情况下就地旋转）。Z370R电动ZTrak远离你年轻时嘈杂、往往难以启动的割草机，不会在早上7点吵醒邻居。这款电动割草机有一个USB-C充电端口和一个集成的密封电池，即使在潮湿和下雨的条件下也可以割草。

在更大的范围内，约翰迪尔正在追求全电动设备，并设定了雄心勃勃的减排目标。因此，该公司誓言到2030年将温室气体排放量从2021年的基线减少50%。为了更快地发展其电动汽车业务，它将受益于2022年初收购的奥地利公司克里塞尔电气，该公司专门从事浸入式冷却电池技术。克里塞尔的电池采用模块化设计，非常适合不同尺寸的农业设备。 它还承诺延长电池寿命、在寒冷和炎热气候下的效率以及机械稳定性。

然而，即使成立了全新的电池部门，约翰迪尔也并没有积极进军电动汽车和自主领域。它仍然为没有准备好走这条道路的农民提供技术含量较低的选择。毕竟，农场设备可以使用多年，将新技术投入不感兴趣或不情愿的操作并不是采用的最佳途径。相反，该公司积极寻找愿意试用新产品和软件的农民，看看它在现实世界中是如何工作的。（明确地说，农场为机器的使用付费，约翰迪尔提供支持。）

“如果它不能给农场带来价值，它对农民就没有真正的用处，”欣德曼说。

去年推出的“看和喷雾”是约翰迪尔从蓝河科技收购的产品。该软件使用人工智能和机器学习来识别和区分农作物和杂草。它被编程为“读取”田地，只喷洒不需要的植物，这通过避免浪费产品来节省农民的钱。“看和喷雾”使用自动调平碳纤维臂和双喷嘴，可以在一次通过中输送两种不同的化学物质。

该公司表示，另一项新技术ExactShot可以将种植过程中所需的起始肥量减少60%以上。这种产品结合了传感器和机器人技术，在播种时喷洒每颗种子，而不是喷洒整行种子。这再次为农民节省了大量的资金和物资。

修理权带来胜利

仅仅一台为农田设计的机器就可能花费数十万美元。从历史上看，如果设备出现故障，农民必须打电话给约翰迪尔或授权修理厂的技术人员进行维修。许多农场远离市中心，这意味着快速解决问题是不可能的。这在任何时候都可能让农民感到沮丧，尤其是在繁忙的种植或收获季节。

今年年初，约翰迪尔和美国农业局联合会签署了一份谅解备忘录，声明农民和独立维修店可以获得约翰迪尔的软件、手册和其他维修设备所需的信息。这个问题一直是农民争论的焦点，科罗拉多州的一项新法律从明年1月1日开始确立了该州的维修权。

然而，约翰迪尔表示，这也伴随着一系列风险。该公司表示，其设备“不像手机那样适合你的口袋，也不像手机那样带有少量组件；我们的联合收割机重量可能超过15吨，由超过18,500个零件制造。”

约翰迪尔的一名代表在给DTN的一份声明中表示，“（公司）支持客户维修自己的产品、使用独立维修服务或由授权经销商完成维修的决定。约翰迪尔还提供手册、零件和诊断工具，以促进维护和维修。我们强烈认为科罗拉多州的立法是不必要的，将带来意想不到的后果，对我们的客户产生负面影响。”

该公司警告称，修改重型机械的软件可能会“凌驾于安全控制之上，让人们面临风险”，并带来与机器安全操作相关的风险，以及排放合规、数据安全等方面的风险。这是一个棘手的平衡，既有利于希望控制自己投资的农民，也可能让同样的农民——或者任何在机器道路上的人——面临危险，如果软件被修改导致某种故障。当然，任何机械都是如此，甚至汽车也是如此。

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农业机械与约翰迪尔1837年制造的第一台锯片犁相比已经有了很大的进步。今天，通过机器学习，该设备可以在不停止过程的情况下自行检测堆积并调整深度。即使在自动模式下，拖拉机也可以测量车轮滑动和速度、扭矩和轮胎压力，这有助于农民在更短的时间内做更多的事情。

在农业的生命周期中，技术将在减少浪费和排放以及提供更好的生活质量方面发挥巨大作用。在德克萨斯州约翰迪尔的演示农场观看设备的运行，很明显，这些机器上的比特和字节比任何人想象的都多。