美國《連線》雜志網(wǎng)站近日報道,預計到2025年,全球人口將達到90億。人口增長帶來的迫切需求、常規(guī)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟現(xiàn)實以及技術進步,這三大因素疊加,現(xiàn)在正是機器人等顛覆性技術在農(nóng)業(yè)領域“大顯身手”之時。
全球機器人中心HowToRobot.com也在報道中指出,美國、澳大利亞、日本和歐洲國家已經(jīng)開始采用機器人技術來應對農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域面臨的挑戰(zhàn)。
自動精密播種機器人
播種是耕作的基本過程。根據(jù)傳統(tǒng),農(nóng)民用手撒種子;現(xiàn)代機械出現(xiàn)后,農(nóng)民使用裝有追蹤器的播種機來播撒種子。雖然過程很簡單,但這會導致大量種子撒在田地周圍而被浪費。謝天謝地,自動精密播種技術應運而生。通過將機器人技術和地理制圖技術緊密結(jié)合,精密播種系統(tǒng)可以將種子精確地播撒于需要的地方。
“多才多藝”采收機器人
果蔬采摘機器人
機器人能替代人類進行重復性勞動,收割和采摘農(nóng)作物正是重復性勞動,機器人目前正在接管這些任務。雖然種植和收獲小麥、大麥等基本糧食可以很容易地由機器人完成,但采摘水果和蔬菜等作物,則需要更加“多才多藝”的機器人。
以色列一家公司特維夫(Tevel)可以提供采收機器人服務。有需要的農(nóng)民聯(lián)系該公司,告訴他們面積和作物種類,公司會部署一組機器人進行采收。工作可以全天候不間斷進行,收獲速度更快,用工更少。特維夫公司表示,這項服務目前已在以色列展開,明年將在西班牙、美國和意大利開展試點項目。
機器人自動化過程
苗圃種植是很多人的愛好。在家里種植喜愛的作物,還能獲得日常食用的蔬菜和水果。然而,定期管理和澆水相當費時費力,這就是機器人自動化過程發(fā)揮最大作用的地方。機器人自動化過程負責所有苗圃種植工作,包括定期澆水和成熟時采摘蔬菜或水果等。
利用計算機視覺除草
精準除草機
雜草是農(nóng)民最大的敵人,現(xiàn)在可以用機器人來應對這一挑戰(zhàn)。機器人沿作物向前移動,通過計算機視覺來區(qū)分雜草和農(nóng)作物。識別出雜草后,它會伸出“手”來,將少量除草劑直接噴灑在雜草上。這也大幅降低了化學品的使用量。
也有機器人使用激光消滅雜草,因此不需要用到化學物質(zhì)。而且,一些除草機器人能使用太陽能電池板為其工作供電,而其他機器人則使用電池或柴油。
目前,人們已經(jīng)可以買到多種除草機器人。一些專為家庭花園而設計,這些小機器人就像家里的吸塵機器人;也有為更大的農(nóng)場服務的大型機器人。
光探測和測距機器人收集數(shù)據(jù)
了解植物的狀態(tài)和土壤狀況與澆水一樣重要。但正常的土壤或植物分析需要很多天,因為農(nóng)民必須收集樣本,再送交研究人員以獲得分析結(jié)果。但在光探測和測距(LiDAR)機器人的幫助下,這一過程得以簡化。這些機器人會收集有關植物健康、生理和應激反應的數(shù)據(jù),并利用這些數(shù)據(jù)改善植物生長狀況。
攝影、繪圖、監(jiān)測無人機
無人機對農(nóng)業(yè)來說并不新鮮。自20世紀80年代以來,無人機被用來拍攝田野的航空照片。即使在以人工智能為動力的現(xiàn)代無人機首次亮相時,農(nóng)業(yè)也是率先全面實施該技術的主要領域之一。如今,無人機被用于拍攝3D圖像、繪制地圖、進行作物監(jiān)測等。
自主農(nóng)業(yè)機器人
自主農(nóng)業(yè)機器人是機器人技術在農(nóng)業(yè)領域的最新發(fā)展。這些機器人具有各種各樣的功能和非凡的技術,可以執(zhí)行多種任務:人工降雨、除草、收割、監(jiān)測環(huán)境并分析土壤情況。它可以處理端到端的農(nóng)業(yè)過程,并用機器代替繁重的手工勞作。
機器人輔助精確灌溉
噴灑無人機
氣候變化和水資源短缺是迫在眉睫需要解決的問題。節(jié)約用水是農(nóng)業(yè)的核心,機器人輔助精確灌溉(RAPID)系統(tǒng)是一種針對特定植物來減少水浪費的解決方案。
比如,美國加州大學研究人員研制出一個需要最少人力投入的RAPID系統(tǒng),該系統(tǒng)使用一臺機器來監(jiān)測和調(diào)整連接到灌溉線的水源發(fā)射器。加州大學默塞德分校團隊則開發(fā)了一個RAPID機器人系統(tǒng)來幫助葡萄酒生產(chǎn)者管理他們的水系統(tǒng),并在整個葡萄園實施精確灌溉。
分揀和包裝機器人
在農(nóng)場作業(yè)中,分揀和包裝也需要大量人工操作。因此,許多農(nóng)業(yè)公司正在使用分揀和包裝機器人來快速簡化任務。借助協(xié)調(diào)能力和跟蹤技術,這些機器人可以快速跟蹤包裝過程。
機器人技術革命顯然正在我們眼前發(fā)生,農(nóng)業(yè)是全球最大的制造業(yè),對機器人技術的需求巨大。《連線》雜志在報道中強調(diào),雖然新冠疫情放慢了機器人應用的速度,但預計未來5年,全球農(nóng)場會以超過工業(yè)市場的速度將機器人技術融入生產(chǎn)活動。據(jù)全球研究公司M&M估算,到2026年,機器人開支將從2021年的近50億美元增加到120億美元,農(nóng)業(yè)機器人應用有望在未來幾年達到新高度。
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