農(nóng)業(yè)機(jī)器人12大應(yīng)用方向

      正如咱們所知，農(nóng)業(yè)正以一種全新的姿態(tài)改動(dòng)。

      考慮到全球迅速增加的人口對(duì)糧食的需求不斷攀升，高新科技，尤其是農(nóng)業(yè)技能比以往發(fā)揮著更為要害的效果。人們開端轉(zhuǎn)向?qū)で笾悄芑珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)技能，試圖能夠顯著進(jìn)步其土地的產(chǎn)值。以強(qiáng)壯的GPS技能和大數(shù)據(jù)為動(dòng)力的機(jī)器人技能在農(nóng)業(yè)范疇的出色效果是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

      農(nóng)業(yè)科技在過去五年左右快速開展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人早已不再局限于約翰迪爾（John Deere）的智能遷延機(jī)和農(nóng)業(yè)無人機(jī)。北美和歐洲在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用方面處于世界領(lǐng)先水平，但亞太地區(qū)（首要是我國(guó)和印度）也在快速增加。

      總體上，人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)，尤其是智能農(nóng)業(yè)技能的認(rèn)識(shí)不斷增強(qiáng)，進(jìn)一步協(xié)助他們最大化地運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人（例如加快進(jìn)程、進(jìn)步功率、并排除人工失誤的或許性等）。

      依據(jù)Tractica最近的一份陳述，到2024年末，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的年出貨量估計(jì)將到達(dá)594000臺(tái)（2016年的年出貨量?jī)H為33000臺(tái)）。接下來，咱們將重點(diǎn)介紹機(jī)器人在農(nóng)業(yè)中的一些重要功能和用例：

1. 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的品種

      跟著大數(shù)據(jù)及技能支撐型農(nóng)業(yè)的興起，越來越多的農(nóng)業(yè)機(jī)器人開端出現(xiàn)在群眾的視界中。具有先進(jìn)人工智能（AI）技能和內(nèi)置分析體系的機(jī)器人正被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。從農(nóng)作物和牛群的辦理，到奶牛辦理、土壤監(jiān)測(cè)和整體農(nóng)業(yè)產(chǎn)值優(yōu)化等。在這些技能的輔佐下，農(nóng)業(yè)出產(chǎn)完成了可繼續(xù)開展。除了農(nóng)業(yè)無人機(jī)和GPS驅(qū)動(dòng)的智能遷延機(jī)外，擠奶機(jī)器人、無人駕駛噴射直升機(jī)和物料辦理體系也越來越受歡迎。對(duì)水資源的辦理和灌溉是農(nóng)業(yè)機(jī)器人帶來可觀收益的另一個(gè)范疇。此外，還有“智能收割機(jī)器人”，以及用于農(nóng)場(chǎng)庫(kù)存辦理的“智能”東西。簡(jiǎn)而言之，機(jī)器人正在對(duì)“數(shù)字農(nóng)場(chǎng)”這一概念進(jìn)行重新定義。風(fēng)趣的是，農(nóng)業(yè)機(jī)器人也為室內(nèi)農(nóng)業(yè)實(shí)踐助力。

      注：Clearpath Robotics、John Deere、AGCO和Lely等都是全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人職業(yè)的巨子。

2. 作物的微觀監(jiān)測(cè)

      在美國(guó)，農(nóng)業(yè)農(nóng)場(chǎng)的均勻規(guī)劃是444英畝（這個(gè)數(shù)字在過去的幾十年里一向相對(duì)安穩(wěn)）。因此，對(duì)大型農(nóng)田進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)變得尤為困難，也增加了更多與農(nóng)業(yè)相關(guān)的不確認(rèn)性要素。為了降低這種危險(xiǎn)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人和無人機(jī)就能夠發(fā)揮它們的效果了。它們一般能夠運(yùn)用強(qiáng)壯的傳感器和測(cè)繪技能，為農(nóng)人們帶來全面、實(shí)時(shí)的作物信息。部分農(nóng)業(yè)機(jī)器人，比方BoniRob，它能夠非常接近地面作物，以便傳遞非常微觀的作物信息。現(xiàn)在一些公司現(xiàn)已開端著手供給成套的農(nóng)業(yè)硬件和軟件分析東西。

      注：一般來說，農(nóng)業(yè)機(jī)器人體系包括5個(gè)要害組件：網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星體系、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、智能手機(jī)或平板電腦以及物流單元。

3. 微型噴灑和除草

      微型噴灑和除草機(jī)器人是現(xiàn)在很受歡迎的方法之一，它能夠代替手藝在田間噴灑農(nóng)藥。傳統(tǒng)的人工噴灑和除草過于耗時(shí)，過度運(yùn)用化學(xué)物質(zhì)，形成糟蹋，還或許對(duì)環(huán)境產(chǎn)生晦氣影響。用于除草的農(nóng)業(yè)機(jī)器人配備了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)“視覺”，能夠精確識(shí)別受雜草侵害的區(qū)域，并在這些區(qū)域噴灑所需用量的殺蟲劑。在某種程度上，這削減了除草劑的運(yùn)用，也協(xié)助農(nóng)人削減了不必要的開支。此外，農(nóng)人們還能夠運(yùn)用機(jī)器人來發(fā)現(xiàn)和鏟除雜草（而非在雜草上噴灑化學(xué)物質(zhì)鏟除）。每臺(tái)農(nóng)業(yè)機(jī)器人運(yùn)用自動(dòng)除草技能均勻能夠殺死約90%的害蟲，一起節(jié)省75%的農(nóng)藥運(yùn)用量。

      注：激光技能也可用于某些農(nóng)業(yè)機(jī)器人除雜草。精確的觸覺感知才能也是一個(gè)好的除草/微噴機(jī)器人有必要具有的。

4. 無人機(jī)和傳感器的效果

      到2017年1月，全球農(nóng)業(yè)無人機(jī)商場(chǎng)的價(jià)值現(xiàn)已升至3250萬美元（依據(jù)PwC的一份陳述顯示）。土地測(cè)繪、農(nóng)田害蟲勘探和一般的作物檢查等是無人機(jī)廣泛應(yīng)用的首要范疇。事實(shí)上，農(nóng)業(yè)無人機(jī)或許在不遠(yuǎn)的將來就能“互相溝通”并完成“團(tuán)隊(duì)協(xié)作”（例如，深度的農(nóng)作物處理、灌溉辦理和除草）。在智能農(nóng)業(yè)生態(tài)體系中，傳感器始終都起著至關(guān)重要的效果。例如，土壤濕度傳感器能夠繼續(xù)盯梢土壤情況（例如濕度水相等），將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端網(wǎng)絡(luò)，并提醒農(nóng)人當(dāng)令進(jìn)行灌溉。因此，水資源糟蹋也削減了。在新西蘭，農(nóng)人們用SmartN來追蹤奶牛排尿的地址，由于這些地方就不需要任何肥料或化學(xué)品了，這樣也能夠削減化肥的運(yùn)用。假如沒有無人機(jī)和傳感器的輔佐，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的功效將非常有限。

      注：到2020年末，農(nóng)業(yè)無人機(jī)商場(chǎng)規(guī)劃將到達(dá)29億美元，比2015年同期增加近5倍。

5. 更有效地采摘、分類和收割

      歐盟資助的農(nóng)作物項(xiàng)目（農(nóng)作物智能機(jī)器人）早已表明晰這一點(diǎn)。現(xiàn)在專用于采摘和分類“無核小果”的應(yīng)用程序現(xiàn)已開端進(jìn)行測(cè)驗(yàn)和部署，這些應(yīng)用程序一般具有這項(xiàng)作業(yè)所需的手藝靈巧度（而小麥和玉米等作物能夠很容易被收割機(jī)收割）。

      世界領(lǐng)先的研討公司Octinion幾個(gè)月前發(fā)布了一款草莓采摘機(jī)器人的樣機(jī)。該機(jī)器人能夠?qū)?0%的老練草莓進(jìn)行分類和采摘（日本Shibiya Seiki公司在2013年展示過一款相似的農(nóng)業(yè)機(jī)器人）。

      配備有真空鏟除機(jī)制和計(jì)算機(jī)視覺（這樣對(duì)作物自身或果實(shí)都不會(huì)形成任何損害）的自動(dòng)蘋果采摘機(jī)器人開端進(jìn)入人們的視界，估計(jì)它們將在未來幾年內(nèi)成為必定的主流。

      農(nóng)業(yè)機(jī)器人的視覺體系使其能夠丈量果實(shí)的老練度，檢測(cè)果實(shí)上是否有灰塵，以及辦理溫度和風(fēng)力條件。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，農(nóng)作物在收割時(shí)受損是很大的一個(gè)問題，而農(nóng)業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)無疑能夠消除這種憂慮。

      注：Abundant機(jī)器人公司（美國(guó)加州）和FF機(jī)器人公司（以色列）都在進(jìn)行蘋果采摘機(jī)器人的試運(yùn)行。產(chǎn)品中內(nèi)置的人工智能傳感器還能夠讓農(nóng)人明確作物的收割時(shí)間。

6. 機(jī)器人耕耘的首要驅(qū)動(dòng)力

      到2024年，全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人商場(chǎng)的年收入將超越740億美元。全球人口呈指數(shù)級(jí)增加，能夠說是機(jī)器人精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)快速開展背后的最首要的要素，由于要養(yǎng)活的人口更多，土地資源總量有限，產(chǎn)值有必要最大化。運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人和智能農(nóng)業(yè)技能或許產(chǎn)生巨大的規(guī)劃經(jīng)濟(jì)效益。

      一方面，農(nóng)場(chǎng)工人的薪酬占農(nóng)業(yè)總支出的41%，這也促進(jìn)農(nóng)場(chǎng)主用農(nóng)業(yè)機(jī)器人來代替部分勞動(dòng)力。

      另一方面，缺少滿足的勞動(dòng)力也是原因之一?，F(xiàn)在大多數(shù)年輕人對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)都不感興趣。不斷增加的糧食短缺水平、繼續(xù)的氣候改變，現(xiàn)有的人工農(nóng)業(yè)瓶頸（以及不確認(rèn)性和低產(chǎn)值），都使得人們轉(zhuǎn)而運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人作為可行且高效的人工代替品。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)農(nóng)業(yè)的影響繼續(xù)增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人剛好為其供給了諸多的便當(dāng)。

      關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人職業(yè)來說，并非一切都一帆風(fēng)順?，F(xiàn)在技能自身相當(dāng)分散，農(nóng)人遍及缺少認(rèn)識(shí)，存在基礎(chǔ)設(shè)施問題，機(jī)器人在農(nóng)業(yè)中的好處或許不會(huì)在短期內(nèi)完成?？墒歉r(nóng)業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步開展，這些問題都將逐漸得到解決。

7. 農(nóng)業(yè)機(jī)器人進(jìn)行栽培和耕種

      2016至2017年，印度近16%的水果和蔬菜產(chǎn)值丟失，谷物的糟蹋率也高得驚人。實(shí)際上，許多糟蹋都發(fā)生在耕種的時(shí)候。然而這僅僅是由于農(nóng)人運(yùn)用過期的方法從移動(dòng)的遷延機(jī)上噴灑種子（運(yùn)用所謂的“耕種機(jī)”），然后形成了糟蹋。

      具有高頂級(jí)地輿測(cè)繪功能的農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人能夠有效防止這種糟蹋。這些農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人能夠精確地確認(rèn)所有相關(guān)的土壤特征，然后使種子在正確的時(shí)間播撒在正確的方位。

      它們還能夠?yàn)槊缙宰詣?dòng)化供給動(dòng)力，保證對(duì)所有的溫室扶植進(jìn)行優(yōu)化，比方盆栽、耕種和倉(cāng)儲(chǔ)。精確耕種，在某種程度上，便是讓作物從種子到最后老練收割的或許性最大化。

      注：跟著全球城市化的快速開展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人正協(xié)助創(chuàng)立、辦理和維護(hù)室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)（在城市環(huán)境中）。在香港，這樣一個(gè)農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人體系能夠削減95%的用水量，一起植物的成長(zhǎng)也大大加快。

8. 無人駕駛技能和機(jī)器人的崛起

      智能遷延機(jī)現(xiàn)已存在很長(zhǎng)時(shí)間了，但由于某些要素，這項(xiàng)技能仍開展很慢。其中最首要的是傳感器相對(duì)較高的價(jià)格（關(guān)于一般農(nóng)戶來說，這或許是一個(gè)首要的要素），缺少相關(guān)常識(shí)導(dǎo)致的不信任，以及監(jiān)管問題。但展望未來，農(nóng)業(yè)機(jī)器人必定有潛力引入無人駕駛的農(nóng)業(yè)技能。

      估計(jì)到2028年，智能遷延機(jī)的總出貨量將到達(dá)70萬輛，到2038年，將售出4萬多輛5級(jí)遷延機(jī)。據(jù)專家稱，2024年將是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的“觸發(fā)年”，之后出貨量將開端大幅加快。農(nóng)場(chǎng)自動(dòng)化配套的成本也將開端逐漸下降，進(jìn)一步推動(dòng)大規(guī)劃運(yùn)用。“智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人”并不會(huì)完全替代人類在農(nóng)業(yè)范疇的地位，但在可預(yù)見的未來，它們將成為自主精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的代表性產(chǎn)品。

9. 擠奶機(jī)器人等的應(yīng)用

      到2017年第三季度，全球已有34000多臺(tái)擠奶機(jī)器人（簡(jiǎn)稱RMS）在農(nóng)場(chǎng)投入運(yùn)用。在擠奶之前，它們會(huì)在奶牛的乳房上噴灑“安全”消毒劑，而非處理細(xì)菌感染的危險(xiǎn)和牛奶產(chǎn)值低的問題。更重要的是，這些機(jī)器人還會(huì)協(xié)助動(dòng)物“預(yù)備”擠奶，這保證了獲得的牛奶的量和質(zhì)都是最佳的。依據(jù)經(jīng)歷，擠奶的頻率有必要在整個(gè)泌乳周期中穩(wěn)步下降?，F(xiàn)在擠奶機(jī)器人價(jià)格高昂（一臺(tái)能擠50-70頭奶牛的機(jī)器人大約價(jià)值175000美元），但跟著商場(chǎng)開展，估計(jì)成本將會(huì)下降。通過恰當(dāng)?shù)霓k理和標(biāo)準(zhǔn)的操作（對(duì)勞動(dòng)力的訓(xùn)練也至關(guān)重要），擠奶機(jī)器人具有很明顯的優(yōu)勢(shì)。盡管一開端或許并不明顯。

10. 修剪和切開作物

      農(nóng)田里作物種子之間的理想間距應(yīng)該是多少呢？怎樣才能使作物健康成長(zhǎng)的或許性到達(dá)最佳呢？從傳統(tǒng)來看，農(nóng)人們一般憑仗經(jīng)歷和猜測(cè)。不過，現(xiàn)在專門的農(nóng)業(yè)機(jī)器人能夠丈量植物的“正確”密度，然后完成最佳的成長(zhǎng)（這些機(jī)器人一般會(huì)降低作物栽培的密度）。這便是所謂的“細(xì)化”。農(nóng)業(yè)機(jī)器人還能夠被用來對(duì)作物進(jìn)行修剪或切開，以促進(jìn)它們的健康成長(zhǎng)。無論是“修剪”還是“切開”作物，農(nóng)業(yè)機(jī)器人都運(yùn)用了高頂級(jí)的計(jì)算機(jī)視覺技能。現(xiàn)在葡萄酒職業(yè)現(xiàn)已完成了自動(dòng)修剪（葡萄園機(jī)器人Wall-Ye），并且藍(lán)莓修剪機(jī)器人也已開發(fā)出來。

      注：去年，藍(lán)河科技公司（Blue River Technologies）出產(chǎn)的生菜機(jī)器人獲得了“農(nóng)業(yè)出色產(chǎn)品創(chuàng)新”獎(jiǎng)。

11. 農(nóng)業(yè)機(jī)器人仍需技能改善

      即便如此，問題依然存在。首先，缺少統(tǒng)一有效的監(jiān)管對(duì)設(shè)備制造商和農(nóng)人來說都是一個(gè)大問題。機(jī)器人的定位精度也待進(jìn)步（這反過來將使除草、灌溉、作物監(jiān)測(cè)和其他活動(dòng)更加有效）。農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人對(duì)人類和環(huán)境的安全系數(shù)依然存在疑問。此外，現(xiàn)在也不確認(rèn)誰來承當(dāng)責(zé)任，如果意外事故發(fā)生的話。并且為了進(jìn)行精確的分析（例如，在采摘前確認(rèn)水果的老練度），機(jī)器人需要考慮溫度動(dòng)搖和光線改變等外部要素。裝置和部署農(nóng)業(yè)機(jī)器人需要較大的投資，除非技能得到恰當(dāng)?shù)母纳疲駝t它們將無法供給物有所值的服務(wù)。

      注：精準(zhǔn)灌溉在全球范圍內(nèi)迅速遍及。與傳統(tǒng)灌溉方法比較，它有兩個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)：首先，曾經(jīng)無法延伸到的地區(qū)現(xiàn)在能夠到達(dá)了，其次，能夠獨(dú)自針對(duì)作物。

12. 機(jī)器人牧羊

      牧牛是最古老的，一起也是最棘手的作業(yè)之一。農(nóng)業(yè)機(jī)器人能夠以無人機(jī)的形式，使這一過程完成自動(dòng)化。愛爾蘭和新西蘭現(xiàn)已開端運(yùn)用無人機(jī)來辦理羊群了。這些無人機(jī)能夠進(jìn)行長(zhǎng)途操作，并且它們會(huì)繼續(xù)盯梢以保證沒有家畜走散。

      另一方面，這些無人機(jī)的電池壽數(shù)很短（約20-25分鐘），價(jià)格卻很貴（Q500無人機(jī)價(jià)格1299美元）。在澳大利亞，許多牧場(chǎng)主運(yùn)用直升機(jī)進(jìn)行放牧。對(duì)他們而言，無人機(jī)是一個(gè)更好的選擇，相關(guān)于人工養(yǎng)殖，也更便宜。

      注：由于農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人的出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)上肥也發(fā)生了革命性的改變。例如，Rowbot的農(nóng)業(yè)機(jī)器人就保證了氮肥的有效運(yùn)用。