农业机器人12大应用方向

      正如咱们所知，农业正以一种全新的姿态改动。

      考虑到全球迅速增加的人口对粮食的需求不断攀升，高新科技，尤其是农业技能比以往发挥着更为要害的效果。人们开端转向寻求智能化精准农业技能，试图能够显著进步其土地的产值。以强壮的GPS技能和大数据为动力的机器人技能在农业范畴的出色效果是人们关注的焦点。

      农业科技在过去五年左右快速开展，农业机器人早已不再局限于约翰迪尔（John Deere）的智能迁延机和农业无人机。北美和欧洲在精准农业和农业机器人的运用方面处于世界领先水平，但亚太地区（首要是我国和印度）也在快速增加。

      总体上，人们对物联网，尤其是智能农业技能的认识不断增强，进一步协助他们最大化地运用农业机器人（例如加快进程、进步功率、并排除人工失误的或许性等）。

      依据Tractica最近的一份陈述，到2024年末，农业机器人的年出货量估计将到达594000台（2016年的年出货量仅为33000台）。接下来，咱们将重点介绍机器人在农业中的一些重要功能和用例：

1. 农业机器人的品种

      跟着大数据及技能支撑型农业的兴起，越来越多的农业机器人开端出现在群众的视界中。具有先进人工智能（AI）技能和内置分析体系的机器人正被广泛应用于各种场合。从农作物和牛群的办理，到奶牛办理、土壤监测和整体农业产值优化等。在这些技能的辅佐下，农业出产完成了可继续开展。除了农业无人机和GPS驱动的智能迁延机外，挤奶机器人、无人驾驶喷射直升机和物料办理体系也越来越受欢迎。对水资源的办理和灌溉是农业机器人带来可观收益的另一个范畴。此外，还有“智能收割机器人”，以及用于农场库存办理的“智能”东西。简而言之，机器人正在对“数字农场”这一概念进行重新定义。风趣的是，农业机器人也为室内农业实践助力。

      注：Clearpath Robotics、John Deere、AGCO和Lely等都是全球农业机器人职业的巨子。

2. 作物的微观监测

      在美国，农业农场的均匀规划是444英亩（这个数字在过去的几十年里一向相对安稳）。因此，对大型农田进行人工监测变得尤为困难，也增加了更多与农业相关的不确认性要素。为了降低这种危险，农业机器人和无人机就能够发挥它们的效果了。它们一般能够运用强壮的传感器和测绘技能，为农人们带来全面、实时的作物信息。部分农业机器人，比方BoniRob，它能够非常接近地面作物，以便传递非常微观的作物信息。现在一些公司现已开端着手供给成套的农业硬件和软件分析东西。

      注：一般来说，农业机器人体系包括5个要害组件：网络、卫星体系、农业机器人、智能手机或平板电脑以及物流单元。

3. 微型喷洒和除草

      微型喷洒和除草机器人是现在很受欢迎的方法之一，它能够代替手艺在田间喷洒农药。传统的人工喷洒和除草过于耗时，过度运用化学物质，形成糟蹋，还或许对环境产生晦气影响。用于除草的农业机器人配备了先进的计算机“视觉”，能够精确识别受杂草侵害的区域，并在这些区域喷洒所需用量的杀虫剂。在某种程度上，这削减了除草剂的运用，也协助农人削减了不必要的开支。此外，农人们还能够运用机器人来发现和铲除杂草（而非在杂草上喷洒化学物质铲除）。每台农业机器人运用自动除草技能均匀能够杀死约90%的害虫，一起节省75%的农药运用量。

      注：激光技能也可用于某些农业机器人除杂草。精确的触觉感知才能也是一个好的除草/微喷机器人有必要具有的。

4. 无人机和传感器的效果

      到2017年1月，全球农业无人机商场的价值现已升至3250万美元（依据PwC的一份陈述显示）。土地测绘、农田害虫勘探和一般的作物检查等是无人机广泛应用的首要范畴。事实上，农业无人机或许在不远的将来就能“互相沟通”并完成“团队协作”（例如，深度的农作物处理、灌溉办理和除草）。在智能农业生态体系中，传感器始终都起着至关重要的效果。例如，土壤湿度传感器能够继续盯梢土壤情况（例如湿度水相等），将数据发送到云端网络，并提醒农人当令进行灌溉。因此，水资源糟蹋也削减了。在新西兰，农人们用SmartN来追踪奶牛排尿的地址，由于这些地方就不需要任何肥料或化学品了，这样也能够削减化肥的运用。假如没有无人机和传感器的辅佐，农业机器人的功效将非常有限。

      注：到2020年末，农业无人机商场规划将到达29亿美元，比2015年同期增加近5倍。

5. 更有效地采摘、分类和收割

      欧盟资助的农作物项目（农作物智能机器人）早已表明晰这一点。现在专用于采摘和分类“无核小果”的应用程序现已开端进行测验和部署，这些应用程序一般具有这项作业所需的手艺灵巧度（而小麦和玉米等作物能够很容易被收割机收割）。

      世界领先的研讨公司Octinion几个月前发布了一款草莓采摘机器人的样机。该机器人能够对70%的老练草莓进行分类和采摘（日本Shibiya Seiki公司在2013年展示过一款相似的农业机器人）。

      配备有真空铲除机制和计算机视觉（这样对作物自身或果实都不会形成任何损害）的自动苹果采摘机器人开端进入人们的视界，估计它们将在未来几年内成为必定的主流。

      农业机器人的视觉体系使其能够丈量果实的老练度，检测果实上是否有灰尘，以及办理温度和风力条件。在传统农业中，农作物在收割时受损是很大的一个问题，而农业机器人的出现无疑能够消除这种忧虑。

      注：Abundant机器人公司（美国加州）和FF机器人公司（以色列）都在进行苹果采摘机器人的试运行。产品中内置的人工智能传感器还能够让农人明确作物的收割时间。

6. 机器人耕耘的首要驱动力

      到2024年，全球农业机器人商场的年收入将超越740亿美元。全球人口呈指数级增加，能够说是机器人精准农业快速开展背后的最首要的要素，由于要养活的人口更多，土地资源总量有限，产值有必要最大化。运用农业机器人和智能农业技能或许产生巨大的规划经济效益。

      一方面，农场工人的薪酬占农业总支出的41%，这也促进农场主用农业机器人来代替部分劳动力。

      另一方面，缺少满足的劳动力也是原因之一。现在大多数年轻人对传统农业都不感兴趣。不断增加的粮食短缺水平、继续的气候改变，现有的人工农业瓶颈（以及不确认性和低产值），都使得人们转而运用农业机器人作为可行且高效的人工代替品。物联网对农业的影响继续增强，农业机器人刚好为其供给了诸多的便当。

      关于农业机器人职业来说，并非一切都一帆风顺。现在技能自身相当分散，农人遍及缺少认识，存在基础设施问题，机器人在农业中的好处或许不会在短期内完成。可是跟着农业技能标准的进一步开展，这些问题都将逐渐得到解决。

7. 农业机器人进行栽培和耕种

      2016至2017年，印度近16%的水果和蔬菜产值丢失，谷物的糟蹋率也高得惊人。实际上，许多糟蹋都发生在耕种的时候。然而这仅仅是由于农人运用过期的方法从移动的迁延机上喷洒种子（运用所谓的“耕种机”），然后形成了糟蹋。

      具有高顶级地舆测绘功能的农场机器人能够有效防止这种糟蹋。这些农场机器人能够精确地确认所有相关的土壤特征，然后使种子在正确的时间播撒在正确的方位。

      它们还能够为苗圃自动化供给动力，保证对所有的温室扶植进行优化，比方盆栽、耕种和仓储。精确耕种，在某种程度上，便是让作物从种子到最后老练收割的或许性最大化。

      注：跟着全球城市化的快速开展，农业机器人正协助创立、办理和维护室内农场（在城市环境中）。在香港，这样一个农场机器人体系能够削减95%的用水量，一起植物的成长也大大加快。

8. 无人驾驶技能和机器人的崛起

      智能迁延机现已存在很长时间了，但由于某些要素，这项技能仍开展很慢。其中最首要的是传感器相对较高的价格（关于一般农户来说，这或许是一个首要的要素），缺少相关常识导致的不信任，以及监管问题。但展望未来，农业机器人必定有潜力引入无人驾驶的农业技能。

      估计到2028年，智能迁延机的总出货量将到达70万辆，到2038年，将售出4万多辆5级迁延机。据专家称，2024年将是农业机器人的“触发年”，之后出货量将开端大幅加快。农场自动化配套的成本也将开端逐渐下降，进一步推动大规划运用。“智能农业机器人”并不会完全替代人类在农业范畴的地位，但在可预见的未来，它们将成为自主精准农业的代表性产品。

9. 挤奶机器人等的应用

      到2017年第三季度，全球已有34000多台挤奶机器人（简称RMS）在农场投入运用。在挤奶之前，它们会在奶牛的乳房上喷洒“安全”消毒剂，而非处理细菌感染的危险和牛奶产值低的问题。更重要的是，这些机器人还会协助动物“预备”挤奶，这保证了获得的牛奶的量和质都是最佳的。依据经历，挤奶的频率有必要在整个泌乳周期中稳步下降。现在挤奶机器人价格高昂（一台能挤50-70头奶牛的机器人大约价值175000美元），但跟着商场开展，估计成本将会下降。通过恰当的办理和标准的操作（对劳动力的训练也至关重要），挤奶机器人具有很明显的优势。尽管一开端或许并不明显。

10. 修剪和切开作物

      农田里作物种子之间的理想间距应该是多少呢？怎样才能使作物健康成长的或许性到达最佳呢？从传统来看，农人们一般凭仗经历和猜测。不过，现在专门的农业机器人能够丈量植物的“正确”密度，然后完成最佳的成长（这些机器人一般会降低作物栽培的密度）。这便是所谓的“细化”。农业机器人还能够被用来对作物进行修剪或切开，以促进它们的健康成长。无论是“修剪”还是“切开”作物，农业机器人都运用了高顶级的计算机视觉技能。现在葡萄酒职业现已完成了自动修剪（葡萄园机器人Wall-Ye），并且蓝莓修剪机器人也已开发出来。

      注：去年，蓝河科技公司（Blue River Technologies）出产的生菜机器人获得了“农业出色产品创新”奖。

11. 农业机器人仍需技能改善

      即便如此，问题依然存在。首先，缺少统一有效的监管对设备制造商和农人来说都是一个大问题。机器人的定位精度也待进步（这反过来将使除草、灌溉、作物监测和其他活动更加有效）。农场机器人对人类和环境的安全系数依然存在疑问。此外，现在也不确认谁来承当责任，如果意外事故发生的话。并且为了进行精确的分析（例如，在采摘前确认水果的老练度），机器人需要考虑温度动摇和光线改变等外部要素。装置和部署农业机器人需要较大的投资，除非技能得到恰当的改善，否则它们将无法供给物有所值的服务。

      注：精准灌溉在全球范围内迅速遍及。与传统灌溉方法比较，它有两个重要的优势：首先，曾经无法延伸到的地区现在能够到达了，其次，能够独自针对作物。

12. 机器人牧羊

      牧牛是最古老的，一起也是最棘手的作业之一。农业机器人能够以无人机的形式，使这一过程完成自动化。爱尔兰和新西兰现已开端运用无人机来办理羊群了。这些无人机能够进行长途操作，并且它们会继续盯梢以保证没有家畜走散。

      另一方面，这些无人机的电池寿数很短（约20-25分钟），价格却很贵（Q500无人机价格1299美元）。在澳大利亚，许多牧场主运用直升机进行放牧。对他们而言，无人机是一个更好的选择，相关于人工养殖，也更便宜。

      注：由于农场机器人的出现，农业上肥也发生了革命性的改变。例如，Rowbot的农业机器人就保证了氮肥的有效运用。