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行業動態

工業機器人也正在潛移默化改變農業!
[2019/8/21 9:31:43]

  聯合國預測,到2050年,世界人口將從目前的76億增加到98億。從這個角度來看,全球收獲倡議(GHI)預計,世界糧食生産國將需要增加70%的産量,以適應人口增長。此前GHI數據曾顯示,從2005年到2019年,農業就業人數預計減少5800萬人,減少了11%的農業勞動力。這對農民來說是一個巨大的挑戰,他們試圖找到熟練的勞動力來提高産量,但是目前除開中國這個農民人口還是占據一定份額的國家,其余國家可供農業生産的人口占比非常小,農業正面臨危機。 

  農業産業需要學習如何通過采用更有效和可持續的生産方法,以更少的成本做更多的事情。 

  機器人 

  技術和人工智能可以爲更光明的未來開辟道路。 

  国外有专家早就提出,使用传统和专有的機器人硬件以及复杂的软件来扩展工业機器人增值的领域,同时农业機器人技术通常涉及针对特定任务或特定类型作物的定制设备,因此一般都是复合式使用。例如协作機器人和AGV在大棚内應用,在國外如今就被許多農業從業者逐漸認可。 

  自动转向联合收割机使用传感器融合、機器人技术和人工智能来自动执行许多精确农业的收割任务。在整个北美,农民们正在接受这项技术并相信这些数据。因为单一的机械化已经越来越难以满足农业发展的要求,越来越少的人力限制了生产力的进步。随着垂直农业的发展,为了适应更广泛的機器人以及机械化,农业生产的人们采用了受控环境区(CEA)技术来种植粮食。 

  无法控制的天气和农业条件现象得到了这项技术驱动型创新的解决方案的帮助。迄今为止,摩天大楼、使用过的或废弃的仓库以及集装箱都被改造成了农田。在这片农田中,环境受到控制,与温室相似的技术得到应用。使用人工照明增强自然光在这里并不罕见。最近,LED灯也用于模仿日光来促进食物的生长,他们用AGV与协作機器人的组合,进行农田的撒播、收割以及采摘,可见,技术的的确确改变了粮食种植业。 

  令人驚喜的技術進步 

  我們生活在計算機時代,由計算機驅動的機器是新的勞動力。完全依賴人工的工作正在減少。我們現在所處的時代是拖拉機和其他農用機器自動駕駛的時代,再也沒有什麽事情是一成不變的了。在過去的二十年裏,農業經曆了巨大的變化;人們會驚訝地發現:人工智能正以驚人的方式重新塑造著糧食種植業。 

  這是個好消息,因爲機器智能肯定會降低與人工相關的低效率。令人驚訝的是,甚至是在農業領域,這些技術進步是如何在自動更新上運行的,因此專業提出精准農業的概念。 

 

  精准農業是借助新型機器,在控制成本的同時優化産量,促進和保持可持續性。這包括保護環境、保護土地、水和空氣,減少浪費。減少使用農藥、化肥和其他化學品,減少燃料消耗,減少碳排放,節約更多的自然資源和能源,一代又一代的地球未來居民將依靠它。 

  通過垂直農業,城市地區不需要再全部依賴農村地區的食物消費,雖然城市地區的人民缺乏大面積的耕地,但他們可以利用高層建築中的空間,廢棄的區域或是創造一些地方來種植食物。 

  在不同時期在灌溉和施肥所浪費的滯後時間已經改爲灌溉施肥,即施肥和灌溉相結合的過程。將肥料添加到灌溉系統中,是商業種植者最常使用的。 

  但機器人要想抓住某个物体并与之互动,不仅需要能够识别环境中的物体,还需要了解这些物体是如何在機器人要想抓住某物并与之互动,不仅需要能够识别环境中的事物,还需要了解环境中的这些物体是如何在物理上相互联系的,它们彼此之间的连接方式,如葡萄藤上的水果或蔬菜。然后,系统需要了解这种关系如何通知機器人如何抓住并从其环境中移除物体,把握规划是一个基本要素,因此,从某个角度上来说,機器人应用于农业比工业更加复杂。 

  雜草控制變得更加容易 

  对于小型农场来说,人类对杂草控制所付出的努力是很见成效的。这是因为人们要花时间去“看到”和消除整个农田中的杂草。要实现大规模食品种植的这一目标,人们根本无法承担起所需的时间和资源。因此,人们需要使用除草剂和设计機器人来帮助控制杂草。 

  定期噴灑會在農場周圍留下大量不必要的除草劑,這既浪費資源又浪費勞力。而這個解決方案將是一個僅針對雜草的雜草控制過程,快速,高效,並且對農場産量沒有影響。 

  随着视觉和协作喷雾機器人的出现,计算机视觉和机器学习相结合,重新定义了杂草控制。视觉和喷雾智能机器是控制杂草的新方法,因为它可以消除90%的除草剂,同时确保清除杂草。它具有“感知和决定”的功能,使其可以看到每个植物并决定对它们进行适当的处理,机器喷嘴可以在机器自主驾驶经过时实时清除不需要的杂草。 

  機器人植物嫁接提升效率 

  人工智能追求的就是速度、效能和便利性。使用人工智能,機器人可以处理令人类感到压力的任务。 

 

  另一方面,農業無人機能使農民和無人機飛行員提高效率,比如農作物監測、農作物種植、畜牧管理、農藥噴灑、灌溉繪圖等等。無人機可用于土地偵察,植物斑點病處理和一般的農場管理。精細農業希望能利用新技術來提高農作物的産量和盈利能力,同時降低種植作物所需的傳統投入(土地、水、肥料、除草劑和殺蟲劑)。 

  在农业应用上,自动化和人工智能将有助于减轻农业劳动力老龄化和寻找不那么繁重工作的外地工人数量减少的影响。自动驾驶的农业机械和无人驾驶飞机意味着农民可以少花时间观察前方的道路,多花时间关注前方通往更可持续的收成和利润的道路。数据挖掘和预测分析将成为贸易的常用工具,使农民能够做出更好的决策,最大化资源,优化产量。据预测表示,機器人和机器学习有助于促进新的、更可持续的农业方法,将农业带到内部和新的高度,以节约资源、减少化学品和缩短上市时间。 

  更潔淨的農産品 

  清洁是食品生产商持续面临的挑战。软機器人已经超越了以往,以确保其钳子达到更高的食品安全水平。该夹持器使用按照严格标准制造的外科级聚合物材料的专利混合物,并满足美国食品药品管理局(FDA 21 CFR)、欧洲食品接触材料法规(EC 1935)和日本卫生、劳动和福利部的要求。 

  通过追求特殊作物行业中一个最大的未满足需求,機器人用于农业让很多人得到获利,例如协作機器人在农业中应用,其番茄收入的30%到40%直接用于支付劳动力。农场主表示:做一个收割机的工作对身体要求很高,这是一项艰巨的工作,是一项季节性的工作,寻找劳动力以满足需求的能力日益成为一场斗争。 

  而一个设计用于在紧凑空间工作的协作機器人,像室内温室,安装在一个移动平台上,配备了计算机视觉和机器学习,以便沿着一排植物自主移动时挑选成熟的农产品,就是非常好的解决办法。 

  如果種植者有一天能摘下來,第二天就把它放在雜貨店的貨架上,那就是營養價值和風味的頂峰!這就是農業市場消費趨勢的發展方向。人們在飲食中需要新鮮的農産品,但是,要生産出質量、營養價值和口味始終很高的新鮮農産品,意味著種植者需要在食品消費地附近開始生産。目前,果蔬的物流供應線比較長,可以吃到産品的保質期,降低最終客戶的體驗。 

  对安全可靠的食物供应的信心是人类的基本需求。但人口增长、劳动力短缺和土地退化威胁着可持续性。农业产业需要用更少的钱做更多的事,因此機器人相关技术和人工智能正在迎接挑战。而3D视觉和人工智能的突破,无疑能够在农业领域,更加具有可操作性。 

  農業市場未來可期 

  有学者曾提到,第四次工业革命,会是以人工智能,清洁能源,機器人技术,量子信息技术,可控核聚变,虚拟现实以及生物技术为主的技术革命。 

  当前国际分工的主要特点是: (1) 发达国家之间工业部门内部的分工向纵深发展,普遍实现产品专业化、零部件专业化、工艺专业化的分工。(2) 发达国家与发展中国家间,传统的工业国与农业国之间的分工形式虽然存在,但已大大削弱。占主导地位的是工业部门内部劳动密集型产品 (或工序) 与资本和技术密集型产品 (或工序) 之间的分工。 

  国际分工的发展,使社会劳动得到了节约,劳动生产率也得到了提高,但农业的地位始终是贯穿从第一次到第三次工业革命的,機器人和相关机械化也最后会回到农业。 

  我们的工作正渐渐被機器人所接管,无法否认,機器人技术的发展是大势所趋,機器人技术的发展会影响到任何行业。除了提高效率,機器人还能确保流程和产品的效率和有效性,减少滞后时间和增加产量。 

  同时,对安全可靠的食物供应的信心也是人类的基本需求。但人口增长、劳动力短缺和土地退化威胁着可持续性,农业产业需要用更少的钱做更多的事。機器人技术和人工智能正在迎接挑战,因为农场学着像精益工厂一样运转。高科技、清洁、数据丰富,为更可持续的未来服务。 

  总之,我们可以选择关注这种可能会引发人们失业的未来发展趋势,也可以选择接受这种变化。事实上,機器人+视觉系统就是食品种植的未来,而人工智能正在推动。(来源中国機器人网) 

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