從采摘水果到拔除雜草，機器人正在精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)大顯身手。
農(nóng)民們一直都是勤奮的數(shù)據(jù)收集者，他們知道每畝土地的大概產(chǎn)量，或每頭奶牛大致能產(chǎn)多少奶。但是，隨著當今世界復雜數(shù)據(jù)收集設備的出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)收集工作比以往任何時候都更方便、快捷和全面?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)，尤其是在精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域正處于一場高科技革命之中。
農(nóng)民們可以使用與其他產(chǎn)業(yè)整合在一起的“大數(shù)據(jù)”工具，比如無人機可以在飛越田野上空時，通過與衛(wèi)星的實時通信來收集農(nóng)田中的各種數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，還意味著我們生活中的任何東西都可以與WiFi相連接，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也是如此。例如，與無線網(wǎng)絡相連的水分傳感器可以幫助農(nóng)民節(jié)約用水，它不會大水漫灌，而是只澆灌需要澆水的那部分土地。佩帶在奶牛身上的胸卡可以與全球定位系統(tǒng)相連，甚至可以與類似跑步機或運動追蹤的設備相連，以便遠程追蹤奶牛的生命體征。大多數(shù)機器人都可以通過編程讓它們擁有自主學習的能力，如施肥設備可以通過訓練擁有“觀察”農(nóng)田實際情況的本事，只噴灑需要催肥的作物，從而為農(nóng)民節(jié)省更多的物資和資金。
未來農(nóng)業(yè)的美好前景越來越令人心馳神往。穿著牛仔工裝褲，嘴里叼著稻草的美國農(nóng)民形象己然過時.機器人技術(shù)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要領(lǐng)域，在將精準農(nóng)業(yè)技術(shù)帶進廣袤農(nóng)田方面具有高度的影響力。
當今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著諸多挑戰(zhàn)，如勞動力老齡化、廉價勞動力短缺以及環(huán)境危害和氣候變化等。但是，在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每出現(xiàn)一個問題，都將會有一種機器人或機器人設備來解決它，并涌現(xiàn)一大批掌握先進技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)民。
在這場方興未艾的農(nóng)業(yè)革命中，將出現(xiàn)許多令人興奮和敬畏的機器人裝置。以下介紹的5種不同類型的機器人只是其中的代表，它們有的正在開發(fā)之中，有的已經(jīng)在農(nóng)田里不知疲倦地工作著。
水果采摘機器人
傳統(tǒng)觀念認為機器人既笨重又笨拙，由于它們的動作不夠靈活，是無法輕柔地采摘草莓的。然而，現(xiàn)代機器人的本領(lǐng)已經(jīng)超乎我們的想象。比利時Octinion公司的Rubion機器人可以輕松而高效地代替人工采摘草莓。草莓在整個生長季節(jié)一直都在持續(xù)成熟結(jié)果，但目前卻沒有足夠的人力來連續(xù)采摘每一株植物上接連成熟結(jié)果的草莓。通常情況下，農(nóng)民會雇傭工人在草莓田里采摘一次，而在那之前或之后草莓只能任其成熟后掉落在地里腐爛掉。
美國北卡羅來納州羅利的PrecisionHawk農(nóng)業(yè)公司承諾“憑借其如鷹隼般敏銳的視覺系統(tǒng)和先進的傳感器，一架無人機可以在不到一天的時間里收集到500～1000畝田地的數(shù)據(jù)”。
因而，一種能持續(xù)不斷采摘漿果的機器人對于農(nóng)民來說是很具有吸引力的。Rubion機器人配備有一種特殊的視覺系統(tǒng)，可以檢測到成熟的果實，然后用一只柔軟的3D打印手臂將它采摘下來。Oc -tinion公司已經(jīng)實現(xiàn)了這種機器人的商業(yè)化，目前正在英國和荷蘭的溫室內(nèi)推廣使用。但目前這樣的機器人所面臨的挑戰(zhàn)之一就是如何適應傳統(tǒng)農(nóng)場的室外環(huán)境。
除草機器人
對于農(nóng)民來說，田里沒有雜草的世界是他們的夢想。20世紀之前，農(nóng)民們通常是通過機械設備犁地來清除雜草的，但是在犁地的過程中會將二氧化碳釋放到空氣中，還會增加土壤的侵蝕程度，需要更多的肥料來滋養(yǎng)土地。如今，不需擾亂土壤的免耕農(nóng)業(yè)已變得越來越流行，但這意味著除草劑的使用量正在飛速增長。而隨著除草劑使用量的增加，越來越多的雜草也會對除草劑產(chǎn)生抗藥性。
在即將到來的這場農(nóng)業(yè)革命中，不斷出現(xiàn)的許多機器人裝置令人興奮和敬畏。
現(xiàn)在有了一個很好的解決方案，那就是FarmWise公司研發(fā)的大型除草機器人。這個農(nóng)業(yè)機器人的外形看起來更像是一臺磨冰機。美國加利福尼亞州的一個研究小組利用數(shù)百萬張圖像訓練機器人，讓機器人學會如何區(qū)分作物和雜草，并訓練它們精確定位每一株作物，這樣它們在清除雜草的時候就不會干擾到作物的正常生長?？梢哉f，F(xiàn)armWise除草機器人的研發(fā)過程融合了機器學習、機器人技術(shù)和機械工程等多個領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識。
農(nóng)田巡視機器人
小型機器人的工作通常是處理各種地形問題，包括家中的地毯鋪設或者室外的草坪管理等。如今，這類機器人也出現(xiàn)在了農(nóng)田里。EarthSense公司開發(fā)的TerraSen -tia巡視機器人，其大小與除草機器人差不多，但它運用了美國宇航局的月球和火星漫游車的機器學習和可視化編程技術(shù)并進行了改進。
TerraSentia巡視機器人是在美國能源部高級研究計劃部的支持下，由伊利諾伊大學厄巴納香檳分校開發(fā)的，是美國宇航局登陸月球和火星表面漫游車技術(shù)和勘察深海遙控車技術(shù)的簡化版。
根據(jù)EarthSense網(wǎng)站的說法，TerraSentia與其他車載技術(shù)系統(tǒng)相結(jié)合，可以“收集有關(guān)植物健康、生理和應激反應特性等的數(shù)據(jù)”。據(jù)該網(wǎng)站介紹，該機器人的設計者希望能盡快為這款機器人編寫相關(guān)的農(nóng)田巡察程序，包括測量植物幼苗健康狀況、玉米穗高度、大豆豆莢結(jié)果情況、植物生物量，以及檢測和識別植物疾病、非生物脅迫等。截至目前，這種機器人已經(jīng)被應用在了玉米、大豆、小麥、高梁和蔬菜作物基地里，以及葡萄園和其他果園中。
農(nóng)用無人機
在改變農(nóng)業(yè)的“顛覆性技術(shù)”領(lǐng)域里，無人機技術(shù)的意義可與1918年發(fā)明的“滑鐵盧小男孩”拖拉機相媲美。在農(nóng)耕發(fā)展史上，牛馬拉犁取代了人力是一大進步，拖拉機又將農(nóng)業(yè)從過去的牛拉犁耕的日子里解脫了出來，如今結(jié)合了先進機器人技術(shù)的無人機更是從根本上改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的面貌。
自20世紀80年代初以來，無人機就被用于商業(yè)用途，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也并非什么新鮮事。多年來，無人機一直被運用在田野上空航拍。如今，農(nóng)業(yè)已經(jīng)迅速成為開發(fā)無人機新應用的前沿領(lǐng)域，目前無人機的主要用途包括3D成像、地圖制作和農(nóng)作物監(jiān)測等。
Octinion公司的水果采摘機器人在溫室內(nèi)的一排排草莓間巡視，將成熟的果實采摘下來。
美國特拉華州威爾明頓Cor -teva Agriscience公司的無人機部署項目向廣袤的農(nóng)田派出了一隊隊的無人機，為診斷和解決農(nóng)藝、疾病和害蟲問題提供即時建議。美國北卡羅來納州羅利的Preci -sionHawk公司的技術(shù)人員指出，在田間步行采集一英畝作物樣本需要11個小時。而憑借在空中飛過時鷹隼般敏銳的視覺系統(tǒng)和先進的傳感器，一架無人機可以在不到一天的時間里收集到500～1000英畝的農(nóng)田數(shù)據(jù)。
農(nóng)用無人機的吸引力在于：它有可能獲得關(guān)于某一地區(qū)，甚至精確到某單一作物的精確數(shù)據(jù)。根據(jù)美國麻省理工學院預測的未來發(fā)展前景，無人機還將用于土壤分析、種植、作物噴灑、灌溉和作物健康分析等。
農(nóng)用外骨骼機器人
根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部2012年的農(nóng)業(yè)普查，目前美國農(nóng)民的平均年齡是50 58歲。勞動力老齡化是一個主要問題，特別是在中小型農(nóng)場，農(nóng)業(yè)勞動力后繼乏人是一個影響美國農(nóng)業(yè)發(fā)展的大問題?？茖W家們正在想辦法解決這個問題，他們的解決方案之一是為這些漸漸體弱衰老的曾經(jīng)的農(nóng)業(yè)超級英雄們設計可穿戴的外骨骼機器人（或稱“超級套裝”）。
美國弗吉尼亞理工大學的一組工程師正在研究一種輕便且易于使用的外骨骼套裝，用來減輕農(nóng)民在干活時膝蓋和背部承受的壓力。該大學的另一個小組正在研制一種可幫助患有關(guān)節(jié)炎的農(nóng)民使用的機械手套。該小組的研究人員希望50歲以上的農(nóng)民都可以使用這項技術(shù)，這樣他們在60多歲退休時就可以免遭許多老年性疾病帶來的痛苦了。
進入21世紀以后，新型多功能農(nóng)業(yè)機器人開始得到日益廣泛應用，智能化機器人也會在廣闊的田野上越來越多地代替人力完成各種農(nóng)活。農(nóng)業(yè)機器人的廣泛應用，改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞動方式，提高了勞動力，促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
農(nóng)民們一直都是勤奮的數(shù)據(jù)收集者，他們知道每畝土地的大概產(chǎn)量，或每頭奶牛大致能產(chǎn)多少奶。但是，隨著當今世界復雜數(shù)據(jù)收集設備的出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)收集工作比以往任何時候都更方便、快捷和全面?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)，尤其是在精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域正處于一場高科技革命之中。
農(nóng)民們可以使用與其他產(chǎn)業(yè)整合在一起的“大數(shù)據(jù)”工具，比如無人機可以在飛越田野上空時，通過與衛(wèi)星的實時通信來收集農(nóng)田中的各種數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，還意味著我們生活中的任何東西都可以與WiFi相連接，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也是如此。例如，與無線網(wǎng)絡相連的水分傳感器可以幫助農(nóng)民節(jié)約用水，它不會大水漫灌，而是只澆灌需要澆水的那部分土地。佩帶在奶牛身上的胸卡可以與全球定位系統(tǒng)相連，甚至可以與類似跑步機或運動追蹤的設備相連，以便遠程追蹤奶牛的生命體征。大多數(shù)機器人都可以通過編程讓它們擁有自主學習的能力，如施肥設備可以通過訓練擁有“觀察”農(nóng)田實際情況的本事，只噴灑需要催肥的作物，從而為農(nóng)民節(jié)省更多的物資和資金。
未來農(nóng)業(yè)的美好前景越來越令人心馳神往。穿著牛仔工裝褲，嘴里叼著稻草的美國農(nóng)民形象己然過時.機器人技術(shù)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個重要領(lǐng)域，在將精準農(nóng)業(yè)技術(shù)帶進廣袤農(nóng)田方面具有高度的影響力。
當今的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著諸多挑戰(zhàn)，如勞動力老齡化、廉價勞動力短缺以及環(huán)境危害和氣候變化等。但是，在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每出現(xiàn)一個問題，都將會有一種機器人或機器人設備來解決它，并涌現(xiàn)一大批掌握先進技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)民。
在這場方興未艾的農(nóng)業(yè)革命中，將出現(xiàn)許多令人興奮和敬畏的機器人裝置。以下介紹的5種不同類型的機器人只是其中的代表，它們有的正在開發(fā)之中，有的已經(jīng)在農(nóng)田里不知疲倦地工作著。
水果采摘機器人
傳統(tǒng)觀念認為機器人既笨重又笨拙，由于它們的動作不夠靈活，是無法輕柔地采摘草莓的。然而，現(xiàn)代機器人的本領(lǐng)已經(jīng)超乎我們的想象。比利時Octinion公司的Rubion機器人可以輕松而高效地代替人工采摘草莓。草莓在整個生長季節(jié)一直都在持續(xù)成熟結(jié)果，但目前卻沒有足夠的人力來連續(xù)采摘每一株植物上接連成熟結(jié)果的草莓。通常情況下，農(nóng)民會雇傭工人在草莓田里采摘一次，而在那之前或之后草莓只能任其成熟后掉落在地里腐爛掉。
因而，一種能持續(xù)不斷采摘漿果的機器人對于農(nóng)民來說是很具有吸引力的。Rubion機器人配備有一種特殊的視覺系統(tǒng)，可以檢測到成熟的果實，然后用一只柔軟的3D打印手臂將它采摘下來。Oc -tinion公司已經(jīng)實現(xiàn)了這種機器人的商業(yè)化，目前正在英國和荷蘭的溫室內(nèi)推廣使用。但目前這樣的機器人所面臨的挑戰(zhàn)之一就是如何適應傳統(tǒng)農(nóng)場的室外環(huán)境。
除草機器人
對于農(nóng)民來說，田里沒有雜草的世界是他們的夢想。20世紀之前，農(nóng)民們通常是通過機械設備犁地來清除雜草的，但是在犁地的過程中會將二氧化碳釋放到空氣中，還會增加土壤的侵蝕程度，需要更多的肥料來滋養(yǎng)土地。如今，不需擾亂土壤的免耕農(nóng)業(yè)已變得越來越流行，但這意味著除草劑的使用量正在飛速增長。而隨著除草劑使用量的增加，越來越多的雜草也會對除草劑產(chǎn)生抗藥性。
現(xiàn)在有了一個很好的解決方案，那就是FarmWise公司研發(fā)的大型除草機器人。這個農(nóng)業(yè)機器人的外形看起來更像是一臺磨冰機。美國加利福尼亞州的一個研究小組利用數(shù)百萬張圖像訓練機器人，讓機器人學會如何區(qū)分作物和雜草，并訓練它們精確定位每一株作物，這樣它們在清除雜草的時候就不會干擾到作物的正常生長?？梢哉f，F(xiàn)armWise除草機器人的研發(fā)過程融合了機器學習、機器人技術(shù)和機械工程等多個領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識。
農(nóng)田巡視機器人
小型機器人的工作通常是處理各種地形問題，包括家中的地毯鋪設或者室外的草坪管理等。如今，這類機器人也出現(xiàn)在了農(nóng)田里。EarthSense公司開發(fā)的TerraSen -tia巡視機器人，其大小與除草機器人差不多，但它運用了美國宇航局的月球和火星漫游車的機器學習和可視化編程技術(shù)并進行了改進。
TerraSentia巡視機器人是在美國能源部高級研究計劃部的支持下，由伊利諾伊大學厄巴納香檳分校開發(fā)的，是美國宇航局登陸月球和火星表面漫游車技術(shù)和勘察深海遙控車技術(shù)的簡化版。
根據(jù)EarthSense網(wǎng)站的說法，TerraSentia與其他車載技術(shù)系統(tǒng)相結(jié)合，可以“收集有關(guān)植物健康、生理和應激反應特性等的數(shù)據(jù)”。據(jù)該網(wǎng)站介紹，該機器人的設計者希望能盡快為這款機器人編寫相關(guān)的農(nóng)田巡察程序，包括測量植物幼苗健康狀況、玉米穗高度、大豆豆莢結(jié)果情況、植物生物量，以及檢測和識別植物疾病、非生物脅迫等。截至目前，這種機器人已經(jīng)被應用在了玉米、大豆、小麥、高梁和蔬菜作物基地里，以及葡萄園和其他果園中。
農(nóng)用無人機
在改變農(nóng)業(yè)的“顛覆性技術(shù)”領(lǐng)域里，無人機技術(shù)的意義可與1918年發(fā)明的“滑鐵盧小男孩”拖拉機相媲美。在農(nóng)耕發(fā)展史上，牛馬拉犁取代了人力是一大進步，拖拉機又將農(nóng)業(yè)從過去的牛拉犁耕的日子里解脫了出來，如今結(jié)合了先進機器人技術(shù)的無人機更是從根本上改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的面貌。
自20世紀80年代初以來，無人機就被用于商業(yè)用途，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也并非什么新鮮事。多年來，無人機一直被運用在田野上空航拍。如今，農(nóng)業(yè)已經(jīng)迅速成為開發(fā)無人機新應用的前沿領(lǐng)域，目前無人機的主要用途包括3D成像、地圖制作和農(nóng)作物監(jiān)測等。
Octinion公司的水果采摘機器人在溫室內(nèi)的一排排草莓間巡視，將成熟的果實采摘下來。
美國特拉華州威爾明頓Cor -teva Agriscience公司的無人機部署項目向廣袤的農(nóng)田派出了一隊隊的無人機，為診斷和解決農(nóng)藝、疾病和害蟲問題提供即時建議。美國北卡羅來納州羅利的Preci -sionHawk公司的技術(shù)人員指出，在田間步行采集一英畝作物樣本需要11個小時。而憑借在空中飛過時鷹隼般敏銳的視覺系統(tǒng)和先進的傳感器，一架無人機可以在不到一天的時間里收集到500～1000英畝的農(nóng)田數(shù)據(jù)。
農(nóng)用無人機的吸引力在于：它有可能獲得關(guān)于某一地區(qū)，甚至精確到某單一作物的精確數(shù)據(jù)。根據(jù)美國麻省理工學院預測的未來發(fā)展前景，無人機還將用于土壤分析、種植、作物噴灑、灌溉和作物健康分析等。
農(nóng)用外骨骼機器人
根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部2012年的農(nóng)業(yè)普查，目前美國農(nóng)民的平均年齡是50 58歲。勞動力老齡化是一個主要問題，特別是在中小型農(nóng)場，農(nóng)業(yè)勞動力后繼乏人是一個影響美國農(nóng)業(yè)發(fā)展的大問題?？茖W家們正在想辦法解決這個問題，他們的解決方案之一是為這些漸漸體弱衰老的曾經(jīng)的農(nóng)業(yè)超級英雄們設計可穿戴的外骨骼機器人（或稱“超級套裝”）。
用于輔助提升的外骨骼機器人裝置
美國弗吉尼亞理工大學的一組工程師正在研究一種輕便且易于使用的外骨骼套裝，用來減輕農(nóng)民在干活時膝蓋和背部承受的壓力。該大學的另一個小組正在研制一種可幫助患有關(guān)節(jié)炎的農(nóng)民使用的機械手套。該小組的研究人員希望50歲以上的農(nóng)民都可以使用這項技術(shù)，這樣他們在60多歲退休時就可以免遭許多老年性疾病帶來的痛苦了。
進入21世紀以后，新型多功能農(nóng)業(yè)機器人開始得到日益廣泛應用，智能化機器人也會在廣闊的田野上越來越多地代替人力完成各種農(nóng)活。農(nóng)業(yè)機器人的廣泛應用，改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞動方式，提高了勞動力，促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
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