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理性分享下的我国农业机器人现状

   日期:2020-10-09     来源:机器人大讲堂    浏览:518    
核心提示:我国是个幅员辽阔的国家,农业一直是我国开展的基础,应该说大部分的主粮栽培都占有了最有利的地形平原地带。要想保证社会的调和
        我国是个幅员辽阔的国家,农业一直是我国开展的基础,应该说大部分的主粮栽培都占有了最有利的地形—平原地带。要想保证社会的调和与国家的安稳,必然要重视农业的开展。

        但一直以来咱们重视的机械化也更多地会集在大田中,比方拖拉机收割机等等,这些大型机械也逐渐走向智能化、无人化。除了大田,另一类栽培是在小地块上,比方果园栽培生果。关于果园来说,现在仍是首要靠人工劳作,设备是以半自动化为主的小型机械,比方除草机开沟机等等。在大田栽培中,农机与农艺相互影响相互习惯,同步进化,造就了今天大田中的高度机械化。而果园中,农机与农艺的结合程度不高,尤其采摘部分完全靠人工。

        但在国外农业机器人一般被以为是以农业产品为作业对象,具有人类部分感知和举动才能,归纳了多种先进技能与要害零部件的自动化或半自动化设备。从国外对农业机器人分类来看,农业机器人首要包含了收获机器人、除草机器人、耕耘机器人、挤奶机器人、智能拖拉机等各式智能农业机械设备,国内外也都有公司把方针对准果园的机械化智能化采摘上,有采摘西红柿的机器人,还有采摘苹果机器人,还有采摘草莓的。

        众所周知,农业机械化能够降低农业本钱、节省资源、保护环境、节省劳动力以及进步农产品质量,有助于完成大规模生产,在我国农业现代化中占有核心地位。但当时,我国的农业机械化水平仍相对落后,归纳技能水平仅相当于发达国家20世纪60~70年代的水平;农业配备的研制、创新有限,存在类型标准少、水平较低、并且可靠性差等问题,远不能习惯现代农业生产开展的需求。

        但丘陵山地进步农机化水平具有迫切性。南边丘陵山地是我国重要的粮食、油料、蔗糖、烟叶、蔬菜瓜果、麻类作物等生产基地,在我国农业生产中有着无足轻重的地位,可是南边丘陵山地农机化水平较低,农机归纳机械化率还不足10%,大部分作物机械化生产处于技能改善熟化或演示推广阶段。

        尤其在浙江、湖南、云南等11个南边省份中,丘陵山地占耕地份额在60%以上,导致南边地区成了我国农机化开展的“洼地”。所以,南边丘陵山地农业生产机械化水平进步火烧眉毛。

        虽然国内一些厂家针对适合丘陵山地运用的小微型机具进行了研制和改善,但因为技能成熟度不高、机型少、性能不安稳等原因,导致研制的农机具品种不适合或者不完全适合丘陵山地农业生产,造成了丘陵山地农机配备供给严峻不足,农机化水平难以进步。
        
同时丘陵山地林果采摘智能自动化也有着必要性现在,我国果品总栽培面积和产值均占国际第。已成为栽培业中位列粮食、蔬菜之后的第三大工业。2000年至2015年,我国果园面积由893.2万公顷增至1,281.6万公顷,CAGR2.44%,呈现安稳添加态势。2010年至2015年,我国生果总产值由2.14亿吨增至2.74亿吨。

        据我国农业科学院预测,到2024年,我国人均生果消费量将达到93.9kg,商场规模将达到3.24万亿元。林果工业已成为我国林果产区经济开展和农民增收致富的新亮点和支柱工业,规模化生产需求越来越迫切。
理性分享下的我国农业机器人现状
图1.1.2.1 我国果园面积

理性分享下的我国农业机器人现状
图1.1.2.2 我国生果产值

        林果采摘是整个林果生产环节中最重要的部分,所用劳动力约占整个生产过程所用劳动力的35%~45%,且具有季节性强、周期性短、劳动强度大、劳动力本钱高但却采摘效率低下的特点,严峻限制了我国林果工业的进一步开展。

        作为全球最大的农业机器人商场国家之一,我国农业机器人工业开展形势杰出,相关企业技能创新才能与商场竞争力不断加强。从数据来看,我国农业机器人研讨产出规模现已超过美国,在收获和采摘机器人等部分细分范畴优势更为显着。国家关于农业机器人工业开展也十分支撑,相继出台了一系列方针举措,推进包含农业机器人在内的机器人职业加速开展。

        不过,就现在而言,我国农业机器人商场的快速添加仍然面临一定挑战,与西方发达国家存在一定差距,如农牧业工艺与机械设备结合不够严密,国内农业机器人产品安稳性、故障率、易用性等指标差强人意,智能化程度有待进步,核心算法尚有短缺等。

难题与处理

        机器视觉深度学习相结合的技能难题也是困扰我国农业机器人开展的要害原因。关于林果采摘机器人研讨而言,当时最大的最迫切需求处理的问题是果实的实时辨认和定位不准确。在采摘过程中,机器人通过相机实时捕获图画,视场中除了果实还包含天空、枝叶、果实、大地等搅扰项,并且存在堆叠、遮挡,光照不均,布景复杂等要素,对辨认算法的鲁棒性提出了严峻考验。

        此前,依据机器视觉技能的辨认、定位研讨是干流趋势,可是通过多年的研讨实践,仍未能很好的处理这一问题,陷入了瓶颈期。随着计算机使用技能的不断开展,人工智能技能得到了长足的开展,尤其是辨认技能和深度学习技能。

        现在依据深度学习技能的辨认、定位研讨已有初步成效。比方农业界就有位AlphaGo 已学习成为“植物医生”,能够实时告知农业人员什么疾病正在对农作物产生影响。生物学家戴维·休斯和作物流行病学家马塞尔·萨拉斯开发的手机使用Plant Village,也运用深度算法能够检测出14种作物的26种疾病,作物疾病的辨认准确率高达99.35%。

        又如此前视频中,乔戈里科技就在以往机器视觉技能等研讨的基础上,以深度学习技能为创新突破口,在学习了近万张猕猴桃的照片后,现已能像经验丰富的一样桃农依据猕猴桃的巨细、质量等自动进行分拣,现在准确率已达到90%。

        因为有深度学习技能的加持,机器在后续的运用中还能不断累计数据,边作业边学习,变得越来越“聪明”。事实证明机器视觉技能结合深度学习等人工智能技能在实时精准辨认、定位上大有所为。总之,关于农业机器人商场的添加趋势,咱们能够坚持更大的乐观。不管是深度学习、人工智能、深度学习等技能也好,仍是农业机器人本身也罢,都将在未来的农业变革时代中发挥更要害作用。技能的浸透将进一步进步农业机器人的价值和优势,而农业机器人商场也将会遭到积极影响,坚持持久添加。

关于农业机器人的未来

        数据也证明了这一添加趋势,依据调研机构Tractica的陈述显示,在未来的几年时刻里,全球农业机器人的出货量将快速添加,有望从2018年的每年约6万台增快速长到2025年的72.7万台。Tractica还估计,到2025年,农业机器人的全球商场价值将达到879亿美元。

        就现实情况来看也是如此,咱们不得不供认,农业机器人等机器人产品将越来越多的出现在商场上、出现在网络媒体、出现在咱们身边,作业被机器人所取代是不可避免的。在机器人技能展现更大优势的布景下,各国关于机器人工业的投入不断添加,用户关于机器人的认可也持续进步,这是农业机器人等机器人商场得以可持续添加的重要原因。

        总体来看,现在,全球人口依然在持续添加,而疫情的迸发无疑对不少国家的农业安全造成了要挟。在农业劳动力减少、粮食需求添加以及疫情的影响下,发挥农业科技的力量更显示出高度的重要性。越来越多的国家开始推进农业智能化开展,积极促进农业机器人等智能设备的使用,期望以此进步土地产值,维护粮食安全和社会安稳。

        与此同时,人工智能、物联网等新一代信息技能的开展和5G网络的加速部署,为农业机器人的性能进步和规模化遍及带来了更大支撑。在许多要素的归纳影响下,农业机器人成为了机器人范畴新的商场添加极,全球农业机器人商场规模正迎来快速添加,年复合添加率十分可观。

        因为全球人口呈现指数级添加,我国人口规模在短期内也将持续上升,开展现代化、智能化、信息化农业依然是紧迫需求与干流趋势。除此之外,大规模使用农业机器人和开展智能农业也将发明巨大的经济效益。

        不过,现在国内农业的人工本钱仍是比机器人的本钱要低,尤其关于采摘机器人来说,采摘一般一年一次大部分时刻都是搁置状况,这种现实情况依然会限制职业的开展。

采摘机器人的遍及可能需求两个条件:

       1、国内农业人工工资持续上涨到接近发达国家或者农业劳动力完全匮乏甚至连老年劳动力都不再有的时分

       2、避免一年运用一次的单功能机器人,将末端规划成可更换的、能习惯多种场景,进步机器人的运用率。

       但不管怎么说,农业这个古老的职业需求更多人的重视和投入,共同努力推进它的开展。
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