Vad är en Digital tvilling

Det beror lite på vem man frågar. Det finns i princip två definitioner: en som beskriver en virtuell testmiljö och en som beskriver ett "se och agera"-system.

Digital-tvilling-Kollage-med-digital-bakgrund.

En virtuell testmilj枚

Den ursprungliga utvecklingen av Digitala tvillingar verkar ha 盲gt rum p氓 platser d盲r ingenj枚rer arbetar, som vid utveckling av mekaniska system. Dessa Digitala tvillingar utvecklades som ett medel f枚r b氓de b盲ttre och snabbare prototypframtagning. En datormodell konstruerades och uppdaterades med hj盲lp av sensordata fr氓n det fysiska systemet. Datormodellen skulle sedan anv盲ndas f枚r att testa saker som vad som skulle h盲nda om systemet utsattes f枚r extrem stress eller om en komponent byttes ut.

I den h盲r granskningen fanns det n盲stan inga tecken p氓 att dessa digitala tvillingar av typen "virtuell testmilj枚" fanns tillg盲ngliga p氓 marknaden f枚r jordbrukare. De 盲r i allm盲nhet mycket specialiserade, komplexa och dyra. Det exempel som var mest intressant 盲r projektet som f枚rs枚ker bygga en modell av hela jordens jordbruksekosystem med hj盲lp av data fr氓n jordobservationssensorer (satelliter).

Ett "se och agera"-system

Digitala tvillingar av typen "se och agera" var mycket vanligare. En mer detaljerad definition av denna andra typ av Digital tvilling 盲r att "". Denna dubbelriktade anslutning mellan det fysiska och det virtuella systemet 盲r automatiserad, sker i realtid och 盲r alltid p氓. "Se och agera"-definitionen av en Digital tvilling antyder autonomi.

Liknande digitala verktyg med olika anslutningar kan ocks氓 definieras. "Digitala skuggor" 盲r virtuella kopior av hela systemet med en enda automatiserad anslutning fr氓n det fysiska kontrollsystemet till den virtuella kopian. Detta kan betraktas som ett "se och rapportera"-system och som en analogi till den "virtuella testmilj枚n" av typen Digital tvilling. N盲r ingen av anslutningarna fr氓n det fysiska systemet till den virtuella kopian 盲r automatiserad kallas den virtuella kopian helt enkelt f枚r en "digital modell".

Omfattning och s枚kmetod

Den h盲r unders枚kningen av hur Digitala tvillingar anv盲nds i kommersiellt jordbruk fokuserade fr盲mst p氓 typen "se och agera". M氓nga Digitala skuggor observerades men rapporteras inte. S枚kmetoden var inriktad p氓 n氓gra viktiga listor 枚ver tekniker, till exempel fr氓n yrkesorganisationer och leverant枚rer av marknadsanalyser. Olika tekniker hittades ocks氓 genom erfarenhet, personlig kommunikation, facktidskrifter, podcasts och online-s枚kning. Detta inneb盲r att s枚kningen till stor del fokuserade p氓 engelskspr氓kiga k盲llor. F枚r att s盲kerst盲lla att rapporterna endast handlar om tekniker som 盲r kommersiellt tillg盲ngliga och att uppgifterna 盲r korrekta, s枚ktes flera k盲llor, och d盲r s氓 var m枚jligt togs kontakt med inhemska 氓terf枚rs盲ljare.

Resultat

Se och agera digitala tvillingar

Robotteknik f枚r jordbruk och tr盲dg氓rdsodling 盲r ett hett utvecklingsomr氓de. listar faktiskt cirka 300 f枚retag som 盲r verksamma inom detta omr氓de globalt. M氓nga av dessa maskiner passar in p氓 definitionen av "se och agera", men m氓nga g枚r det inte. Majoriteten av se och agera Digitala tvillingar 盲r p氓 n氓got s盲tt anslutna till en mobil kraftenhet.

Autonoma mobila kraftaggregat

De flesta maskiner som r枚r sig 枚ver ett jordbruksf盲lt kan faktiskt ses som flera system: en mobil kraftenhet plus det redskap som bogseras. I den h盲r rapporten har vi f枚rs枚kt h氓lla is盲r dessa system. Drivaggregatet har inte varit i fokus f枚r den h盲r unders枚kningen, 盲ven om det 盲r ett omr氓de med h枚g aktivitet. N氓gra exempel p氓 autonoma kraftaggregat som observerades och som verkar vara kommersiella (inga individuella rapporter tillg盲ngliga):

SwarmFarm (hyttl枚s),
AgXeed (hyttl枚s),
Carbon Robotics Auto Tractor (eftermontering),
Sabanto (eftermontering, som en tj盲nst),
Bl氓vit (eftermontering, som en tj盲nst),
Robotti (verktygsb盲rare, hyttl枚s),
FarmDroid (robot f枚r s氓dd och ogr盲srensning, hyttl枚s),
Pelican 2 fr氓n Pyka (dr枚nare med fasta vingar f枚r sprutning, utan cockpit),
Agtonomy (liten traktor, hyttl枚s)

Det finns n氓gra som verkar anv盲nda bilder, men som 盲nnu inte verkar finnas p氓 marknaden:

BOTANY-sv盲rm av Greenfield Robotics (minisv盲rmtraktorer).
Aigen (mekanisk ogr盲sbek盲mpning)

Och det finns n氓gra p氓 marknaden, men f枚r sm氓 f枚r besk盲rning.

Burro (ett sj盲lvg氓ende sl盲pfordon)

Synkronisering av maskiner

Maskinsynkronisering 盲r en intressant pusselbit n盲r vi g氓r mot full automatisering av jordbruksmaskiner. En maskin ("Leader", en sk枚rdetr枚ska eller traktor) kontrollerar positionen f枚r en annan maskin ("Follower", vanligtvis en traktor) med hj盲lp av GPS. F枚ljarens hastighet och b盲ring kontrolleras f枚r att s盲kerst盲lla effektiv 枚verf枚ring av en gr枚da mellan maskinerna eller exakt positionering f枚r odlingsaktiviteter.

Enskilda rapporter om:

Cart automation fr氓n CNH,
Cart Ace av AgLeader,
MachineSync fr氓n John Deere.

Automatisering av skördarens inställningar

Skördetröskans inställningar styrs av sensorer som läser av graden av spannmålsförlust, spannmålsskador, främmande material i provet, motorbelastning och till och med mängden gröda precis framför maskinen. Digitala tvillingar resulterar i en effektivare skörd (procent av gröda skördad, procent av gröda skördad per enhet energi/tid/maskin) och en högre kvalitet på provet (procent av provet som inte ligger inom parametrarna för storlek/intakthet).

Enskilda rapporter om:

Automatisering av inställning av skördetröska från John Deere,
CEMOS Automatic från Claas.

Sprutor

Enskilda sprutmunstycken aktiveras när en sensor identifierar ett område som ska besprutas medan sprutrampen rör sig över fältet. Det kan t.ex. handla om att herbicider endast ska appliceras på områden med ogräs, eller att flytande gödningsmedel eller fungicider endast ska appliceras på grödan. Digitala tvillingar leder till stora minskningar av kemikalieanvändningen inom jordbruket, vilket har miljömässiga och ekonomiska fördelar.

Enskilda rapporter om:

Weedseeker 2 av Trimble,
Greeneye av Greeneye Technology,
DAT EcoPatch från Dimensions Agri Technologies,
ARA fältspruta från Ecorobotics,
Sharp Shooter av Verdant Robotics.

Enskilda rapporter är för närvarande inte tillgängliga för:

See & Spray av John Deere (tillgängligt i Sverige)
Weed-IT av Rometron (ej tillgängligt i Sverige)
One Smart Spray av Bosch & BASF (ej tillgängligt i Sverige)
Weedetect av Goldacres (ej tillgängligt i Sverige)
SenseSpray av Agtecnic (ej tillgängligt i Sverige)

Geoselect av Hardi, AutoSelect Spot av Horsch, och SMARTSCRIPT av Sentera är system som använder fjärrbilder (drönare eller satellit) för att bygga precisionssprutningskartor för punktsprutning – detta system bör inte klassificeras som en digital tvilling (inga av dem är tillgängliga i Sverige).

Yaras N-sensor möjliggör variabel dosering av ett fast ämne. En rapport om detta finns tillgänglig via Kunskapsnavet för jordbrukets digitalisering.

Icke-kemisk ogräsbekämpning

Ogräs avlägsnas på något sätt när en sensor identifierar dem medan redskapet rör sig över fältet. Borttagningen kan ske mekaniskt (t.ex. hackning) eller genom bränning (laser). Denna Digital tvilling kan leda till att herbicider avlägsnas i ett odlingssystem.

Enskilda rapporter om:

Robocrop InRow Weeder från Garford,
WEAI av Ekobot,
Laserweeder G2 från Carbon Robotics.

System som är centrerade kring icke-mobila kraftaggregat

Denna undersökning fokuserade inte på Digitala tvillingar som används inom djurhållningen. De mest kända exemplen inom djurhållningen är mjölkningsrobotar och fodersystem som bygger på elektroniskt ID. Det antas att det finns många andra exempel. Undersökningen identifierade flera produkter som påstod sig vara digitala tvillingar av enskilda djur, men dessa visade sig i allmänhet vara forskningsprojekt, eller så var de ofullständiga produkter och det gick inte att få kontakt med företaget, dvs. det antas att företaget inte längre är kommersiellt aktivt.

Digitala skuggor (se och rapportera)

"Analoga" skuggor har funnits i mekaniska system s氓 l盲nge som det mekaniska systemet har funnits, till exempel en br盲nsle- eller tryckm盲tare. Digitala uppgraderingar har varit tillg盲ngliga under de senaste decennierna. Detta tyder p氓 att det kommer att finnas lite banbrytande teknik som 盲r kommersiellt tillg盲nglig.

System för mobila kraftaggregat

Mycket lite banbrytande teknik, men ett antal små stegvisa innovationer som är av intresse (inga enskilda rapporter).

Walterscheid Connected Service Counter - övervakar drifttimmar och underhåll på kraftöverföringsaxlar och ger rekommendationer om service. www.walterscheid.app

System som inte är centrerade kring mobila kraftaggregat

Om man tittar på system som har mer biologiska eller fysiska aspekter, eller åtminstone system som inte är baserade på en mobil kraftenhet, är kommersiellt tillgängliga Digitala skuggor mer framträdande.

Bevattning

GoField av GoannaAg. Ger rekommendationer om bevattningsbehov baserat på jordtyp, typ av gröda, väderprognos, markfuktighetssensorer och modeller för grödans behov.

Tillväxt av grödor

FARMServer av Becks (majs, bönor)
FarmingForecaster av CSIRO (betesmarker)

Hela jordbrukssystemet

SaveCrops4EU (Virtuell testmiljö typ Digital tvilling)

Digitala tvillingar i Sverige

Majoriteten av de identifierade Digitala tvillingarna var på något sätt kopplade till ett mobilt kraftaggregat. Vissa var integrerade och andra var avtagbara redskap. Detta innebär i allmänhet att dessa tekniker endast är tillgängliga vid köp av en stor jordbruksmaskin eller ett redskap.

Kapitalinköp sker kontinuerligt i jordbruksföretag men är oregelbundna. Individuella inköpsbeslut baseras på en kombination av flera faktorer, inklusive men inte begränsat till: tillgänglighet, kostnad-nytta, nödvändig kunskap, förtroende för det nya systemet jämfört med det gamla, hur det nya systemet passar in i lantbrukarens självbild. Denna kombination av faktorer innebär att införandet av dessa tekniker i Sverige sannolikt kommer att ske under en period på flera decennier.

På samma sätt är de flesta av dessa tekniker utvecklade i andra länder än Sverige. Detta kommer att bromsa införandet eftersom tillverkaren troligen kommer att testa produkterna på hemmaplan eller på en större marknad först. De kan sedan behöva utveckla ett försäljnings- och distributionsnätverk. Med detta sagt finns det ingen anledning att tro att någon av de teknologier som beskrivs i denna analys inte skulle passa in i ett svenskt sammanhang: vi har modern teknik och produktionssystem, vi har den stödjande infrastrukturen och vi är en välutbildad nation.

Fördjupa dig i tekniken

New Holland och Raven lanserar Cart Automation

CNH:s autonoma lösning för fältvagn

Raven Cart Automation är ett system som autonomt styr fältvagnens position vid tömning av skördetröskan för att minska spill och kollisioner. Tekniken bygger på GPS-baserad samverkan mellan tröska och traktor.

Mycket exakt sprutning i alla väder

Ecorobotix ARA är en precisionsspruta som med hjälp av sensorer och AI styr appliceringen i realtid och kan minska användningen av växtskyddsmedel.

Förarfri, kemikaliefri, ogräsfri, Ekobot WEAI

Förarfri. Kemikaliefri. Ogräsfri. Ekobot WEAI kombinerar AI och mekanisk precision för att rensa ogräs autonomt 鈥� direkt i raden, utan att skada grödan.

Kontaktperson

Portr盲ttbild p氓 Jimmy Larsson fr氓n Hush氓llningss盲llskapet — Jimmy Larsson fr氓n Hush氓llningss盲llskapet

Hushållningssällskapet

Jimmy Larsson
Affärsutvecklare HIR Skåne, Verksamhetsutvecklare AgriIT

E-post: jimmy.larsson@hushallningssallskapet.se

Telefon: +46 10 476 2209

Läs mer om Kunskapsnavet för jordbrukets digitalisering

Dr枚nare som flyger 枚ver ett f盲lt i solnedg氓ng.

Kunskapsnav för jordbrukets digitalisering

Ett nationellt kunskapsnav med uppdraget att lyfta digitaliseringens möjligheter för svenskt jordbruk. En viktig del i arbetet är att förädla, paketera och förmedla kunskap till näringen.

Taggar

Kunskapsnav för jordbrukets digitalisering

福利姬