農(nóng)民的革命性工具 涵蓋種植各個(gè)環(huán)節(jié)
2022-07-14 16:40:00
果蔬采摘機(jī)器人
精準(zhǔn)除草機(jī)
噴灑無人機(jī)
【科技創(chuàng)新世界潮】
美國(guó)《連線》雜志網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，預(yù)計(jì)到2025年，全球人口將達(dá)到90億。人口增長(zhǎng)帶來的迫切需求、常規(guī)農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)以及技術(shù)進(jìn)步，這三大因素疊加，現(xiàn)在正是機(jī)器人等顛覆性技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域“大顯身手”之時(shí)。
全球機(jī)器人中心HowToRobot.com也在報(bào)道中指出，美國(guó)、澳大利亞、日本和歐洲國(guó)家已經(jīng)開始采用機(jī)器人技術(shù)來應(yīng)對(duì)農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)。
自動(dòng)精密播種機(jī)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(jī)械出現(xiàn)后，農(nóng)民使用裝有追蹤器的播種機(jī)來播撒種子。雖然過程很簡(jiǎn)單，但這會(huì)導(dǎo)致大量種子撒在田地周圍而被浪費(fèi)。謝天謝地，自動(dòng)精密播種技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通過將機(jī)器人技術(shù)和地理制圖技術(shù)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(jī)器人
機(jī)器人能替代人類進(jìn)行重復(fù)性勞動(dòng)，收割和采摘農(nóng)作物正是重復(fù)性勞動(dòng)，機(jī)器人目前正在接管這些任務(wù)。雖然種植和收獲小麥、大麥等基本糧食可以很容易地由機(jī)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(jī)器人。
以色列一家公司特維夫（Tevel）可以提供采收機(jī)器人服務(wù)。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(huì)部署一組機(jī)器人進(jìn)行采收。工作可以全天候不間斷進(jìn)行，收獲速度更快，用工更少。特維夫公司表示，這項(xiàng)服務(wù)目前已在以色列展開，明年將在西班牙、美國(guó)和意大利開展試點(diǎn)項(xiàng)目。
機(jī)器人自動(dòng)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(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這就是機(jī)器人自動(dòng)化過程發(fā)揮最大作用的地方。機(jī)器人自動(dòng)化過程負(fù)責(zé)所有苗圃種植工作，包括定期澆水和成熟時(shí)采摘蔬菜或水果等。
利用計(jì)算機(jī)視覺除草
雜草是農(nóng)民最大的敵人，現(xiàn)在可以用機(jī)器人來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。機(jī)器人沿作物向前移動(dòng)，通過計(jì)算機(jī)視覺來區(qū)分雜草和農(nóng)作物。識(shí)別出雜草后，它會(huì)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(xué)品的使用量。
也有機(jī)器人使用激光消滅雜草，因此不需要用到化學(xué)物質(zhì)。而且，一些除草機(jī)器人能使用太陽(yáng)能電池板為其工作供電，而其他機(jī)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(jī)器人。一些專為家庭花園而設(shè)計(jì)，這些小機(jī)器人就像家里的吸塵機(jī)器人；也有為更大的農(nóng)場(chǎng)服務(wù)的大型機(jī)器人。
光探測(cè)和測(cè)距機(jī)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?yàn)檗r(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(cè)和測(cè)距（LiDAR）機(jī)器人的幫助下，這一過程得以簡(jiǎn)化。這些機(jī)器人會(huì)收集有關(guān)植物健康、生理和應(yīng)激反應(yīng)的數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)改善植物生長(zhǎng)狀況。
攝影、繪圖、監(jiān)測(cè)無人機(jī)
無人機(jī)對(duì)農(nóng)業(yè)來說并不新鮮。自20世紀(jì)80年代以來，無人機(jī)被用來拍攝田野的航空照片。即使在以人工智能為動(dòng)力的現(xiàn)代無人機(jī)首次亮相時(shí)，農(nóng)業(yè)也是率先全面實(shí)施該技術(shù)的主要領(lǐng)域之一。如今，無人機(jī)被用于拍攝3D圖像、繪制地圖、進(jìn)行作物監(jiān)測(cè)等。
自主農(nóng)業(yè)機(jī)器人
自主農(nóng)業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的最新發(fā)展。這些機(jī)器人具有各種各樣的功能和非凡的技術(shù)，可以執(zhí)行多種任務(wù)：人工降雨、除草、收割、監(jiān)測(cè)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(jī)器代替繁重的手工勞作。
機(jī)器人輔助精確灌溉
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(jī)器人輔助精確灌溉（RAPID）系統(tǒng)是一種針對(duì)特定植物來減少水浪費(fèi)的解決方案。
比如，美國(guó)加州大學(xué)研究人員研制出一個(gè)需要最少人力投入的RAPID系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用一臺(tái)機(jī)器來監(jiān)測(cè)和調(diào)整連接到灌溉線的水源發(fā)射器。加州大學(xué)默塞德分校團(tuán)隊(duì)則開發(fā)了一個(gè)RAPID機(jī)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(gè)葡萄園實(shí)施精確灌溉。
分揀和包裝機(jī)器人
在農(nóng)場(chǎng)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(jī)器人來快速簡(jiǎn)化任務(wù)。借助協(xié)調(diào)能力和跟蹤技術(shù)，這些機(jī)器人可以快速跟蹤包裝過程。
機(jī)器人技術(shù)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(duì)機(jī)器人技術(shù)的需求巨大?！哆B線》雜志在報(bào)道中強(qiáng)調(diào)，雖然新冠疫情放慢了機(jī)器人應(yīng)用的速度，但預(yù)計(jì)未來5年，全球農(nóng)場(chǎng)會(huì)以超過工業(yè)市場(chǎng)的速度將機(jī)器人技術(shù)融入生產(chǎn)活動(dòng)。據(jù)全球研究公司M&M估算，到2026年，機(jī)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(jī)器人應(yīng)用有望在未來幾年達(dá)到新高度。
（本文圖片來源：HowToRobot.com網(wǎng)站）
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