概要

防水/防塵のエッジAIコンピュータは、過酷で埃や湿気の多い条件でも、リアルタイムなオンサイトのデータ処理を可能にし、自律型農業機械を強化します。こうしたシステムはAIアルゴリズムを使用してカメラ、LiDAR、土壌の湿度センサーからのデータを処理し、作付け、灌漑、収穫などの作業で機械が即時に決定を下せるようにします。ネットワークの「エッジ」で動作することで、これらはクラウドコンピューティングへの依存を減らし、応答時間を短縮して信頼性を増し、また自律動作に不可欠な遅延時間の短縮を保証します。

防水/防塵設計のためこれらのシステムは、降雨や灌漑など様々な環境条件で故障のリスクなく機能でき、屋外の農業作業に理想的です。AIの高精度と堅牢な耐久性を組み合わせており、機械の性能を改善するため、最適化された農薬散布、ターゲットを絞った施肥、自律型の除草などの作業をより正確に、かつ効率的にこなします。

このため、これらのシステムはリソースの利用を減らし、作物の収穫率を上げ、運営費を下げられるようにし、従来の農業の手法よりも生産性と収益率を高めます。厳しい天候下でも24時間無休で連続稼働できるため、高い均一性と精度を維持し、平均以上の収穫と持続可能な農業形態に貢献します。


課題

農業機械へ防水/防塵のエッジAIシステムを実装するには複数の課題があります。極端な高温、直射日光、激しい温度変化の条件で動作すると電子部品に負担がかかり、過熱や故障の原因となります。殺虫剤、雨、灌漑などで液体の侵入を防止することは、多様な条件でシステムの機能を維持するために欠かせません。このため、湿気による破損から保護する特殊なエンクロージャや密閉が必要となります。また、農業環境ではシステムが埃、汚れ、泥などにさらされ、システムのコネクターや通気口を塞ぎ、センサーを劣化させるため、定期的な清掃も必要です。

険しい地形による絶え間ない衝撃と振動はハードウェアとコネクターを摩損させるため、信頼性を維持するには耐久性のある耐衝撃設計が要求されます。加えて、データのアップロード/ダウンロード用のワイヤレス通信は、広い農場の全体で接続を保てる回復力が求められます。4G、5G、低電力広域ネットワーク（LPWAN）などのソリューションは機械と中央システム間のデータ転送を支援しますが、カバレッジ（デッドゾーン）と干渉が遠隔地では問題となりがちです。

複数の自律機械を協働させるには、シームレスな相互接続とコラボレーションが不可欠です。メッシュネットワークや車両間（V2V）通信などの技術は機械同士でのデータ交換を可能にし、リアルタイムに動作を調整し、農場全体への作業分布を最適化します。高信頼性で安全な通信インフラを維持しながら、動作効率を最高に引き上げて休止時間を減らすためには、機械間で互換性と効率を確実に同期させることが必須です。


ソリューション

農業機械用の自律システム開発を専門に手掛ける当社のパートナーは、Neousysの防水PC、NRU-170-PPCを選択しました。このシステムが選定された理由を紹介します：

  • IP66定格の防水性と防塵性：IP66定格を持つNRU-170-PPCは、農業環境で動作可能な利点を持ちます。埃が多い直射日光下、殺虫剤の散布、灌漑、降雨などの条件で機械に導入する場合でも、周囲環境から被る影響はほとんどありません。
  • FAKRA Z (GMSL2)またはM12カメラのコネクター：FAKRA ZコネクターはGMSL車載カメラ用に専用設計されており、ドライバーがプリインストールされたIMX390、ISX031IMX490 CMOSセンサーを利用するカメラをサポートします。または、IP/産業カメラ、LiDAR、センサーなどをサポートするM12 PoE+ポートも選択できます。どちらも、車両認識アプリケーションに最適です。
  • 4G LTE/ 5G NRを通じたワイヤレス通信このシステムには現場でのV2V機械間相互通信に利用可能なCAN/ COM/ WiFiモジュール用のmini-PCIeが搭載されています。また、4G LTE/ 5G NR用のM.2 Bキーソケットもあり、デュアルSIMモジュールを設置して異なるプロバイダーのSIMを実装できるため、デッドゾーンを防止して冗長性を確保し、連続通信を保証します。
  • 車内機能：8V～35Vの広範囲DC入力に対応し、イグニッションパワーコントロール、CAN FD、RS232ポートをサポートしており、耐衝撃性と耐振動性（MIL-STD-810H）を持ち、農場で活躍する農業機械に完璧です。
  • 10.1"の小型オールインワンシステム：システムには10.1"、1000cd/m2タッチスクリーンパネルが搭載され、日光下でも可読性を保ちます。パネルは濡れた条件でもタッチ感度を保つ一本指モードも備わります。この機能を通じ、操作者はリアルタイムに結果を確認でき、コントロールルームへ戻らずに現場で必要な調整を行えます。
  • 推論AI処理能力：NVIDIA® Jetson Orin™ NXを活用するこのシステムは優れたAI推論を達成し、最大100スパースTOPS (INT8)を提供して、最高で18本の1080Pビデオストリームを同時にトランスコードできます。

まとめると、Neousys NRU-170-PPCは堅牢性、防水設計、多彩な接続機能、AI処理能力が認められ、選定されました。IP66定格保護、ワイヤレス通信、自律システムのサポートを特徴とし、厳しい農業環境でも安定した性能を発揮し、現場に配置される機械でリアルタイムのインサイト取得と効率的な動作を可能にします。