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自動導(dǎo)航結(jié)合傳感器、機器人技術(shù)和人工智能，幫助精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)執(zhí)行自動收獲任務(wù)。圖片來源 ：RIA

作者 | Tanya M. Anandan

農(nóng)業(yè)可持續(xù)性是一個關(guān)乎人類的問題。但是，拯救人類的可能是機器人。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨勞動力老化嚴(yán)重的問題，新一代工人尋求更少的勞動強度，導(dǎo)致人員短缺，而自動化技術(shù)和人工智能（AI）將有助于緩解這些問題帶來的影響。自動駕駛農(nóng)業(yè)機械和自主無人機的出現(xiàn)，意味著農(nóng)民可以花更多的時間專注于更可持續(xù)的收成和利潤。數(shù)據(jù)挖掘和預(yù)測分析變得更普遍，使農(nóng)民能夠做出更好的決策，最大化資源利用并優(yōu)化產(chǎn)量。 

機器人和機器學(xué)習(xí)正幫助促進新的、更具可持續(xù)性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法的發(fā)展，這些方法將農(nóng)業(yè)納入其中以節(jié)省資源，減少化學(xué)藥品并縮短上市時間。種植戶、溫室和垂直農(nóng)場提供了更具可持續(xù)性、更新鮮的選擇，全世界的人們應(yīng)該能夠吃得更好、更干凈、更健康和更實惠。農(nóng)場正在變得更高科技，信息更靈通，并有能力以更少的資源生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。

John Deere 公司是農(nóng)業(yè)、建筑和林業(yè)機 械的全球制造商，年銷售額達 374 億美元。這家位于 Moline 的公司提供創(chuàng)新的農(nóng)機產(chǎn)品和服務(wù)，幫助以土地為生的人。該公司推出的 Deere S700 系列聯(lián)合收割機采用了最新的智能谷物收割技術(shù)。

 “它實際上是利用圖像來識別單個玉米粒何時受損的，”Deere 精密農(nóng)業(yè)集團自動化策略負(fù)責(zé)人 Joel Hergenreter 特說 ：“機器人技術(shù)人員知道如何調(diào)整聯(lián)合收割機，確保各個玉米粒不會被損壞?！?nbsp;

▎直觀的觸摸屏顯示，使大量實時數(shù)據(jù)和分析工具觸手可及，使操 作員可以在田間移動時監(jiān)視、調(diào)整機器并從機器中學(xué)習(xí)。

該系列大噸位聯(lián)合收割機具有機載機器人和 AI 技術(shù)。Deere 自 2003 年以來就一直關(guān)注自主導(dǎo)航領(lǐng)域。自推出 AutoTrac 以來， Deere 配置了機械傳感器和視覺傳感器（攝像機）來識別作物行，并確保噴霧器和收割機可以在行間行駛，不會損壞農(nóng)作物。傳感器融合用于接收來自 GPS 接收器、機械傳感器和視覺傳感器的信號，以實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)向。Hergenreter 說，該公司的大多數(shù)大型農(nóng)業(yè)設(shè)備都具有“自動駕駛能力”，精確度可達到英寸級，運行速度提高 50％。 

在某些應(yīng)用中，Deere 采用人工智能技術(shù)使得除草劑的消耗量只有以前的 10％?！皺C器每 50 毫秒處理一張圖像，” Hergenreter 說，“并將其與容量為 30 萬的圖片庫進行比較，僅針對雜草。

2018 年成立的 Root AI 公司，致力于使用傳統(tǒng)的專有機器人硬件以及先進的軟件，來擴展工業(yè)機器人增值領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)通常涉及定制 設(shè)備，這些設(shè)備專注于特定任務(wù)或特定類型的農(nóng)作物。Root AI 讓模塊化協(xié)作機器人在農(nóng)場工作，并配 置了人工智能功能。該公司推出的智能機器人收割系統(tǒng) Virgo，是可 以運行在移動平臺上的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級協(xié)作機器人，它配置了計算機視覺，以及用于抓取各種新鮮農(nóng)產(chǎn)品的定制手臂末端工具 (EOAT) 和機載智能，使該裝置能夠在田間進行靈巧的工作。

▎軟驅(qū)動抓手可處理供應(yīng)鏈中各種尺寸和形狀的食物。

聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Josh Lessing 表示，Root AI 專注于人工智能技術(shù)和算法的最新進 展，特別是在復(fù)雜環(huán)境中尋找單個物體的計算機視覺軟件，結(jié)合云通信和機器學(xué)習(xí)，使機器人能夠在復(fù)雜的現(xiàn)實世界環(huán)境中進行工作。 

在美國的一些大型商業(yè)溫室中，Virgo 機器人被應(yīng)用于采摘成 熟西紅柿的測試。其它特種作物也需要大量熟練、靈巧的勞動力。多變性使自動化技術(shù)的應(yīng)用面臨挑戰(zhàn)性。

 “通過跟蹤特種作物行業(yè)最大的未得到滿足的需求之一，我們引起了人們的關(guān)注?！?Lessing 說 ：番 茄收入中的30％至40％要用于支付人力成本。采摘工作對體力的要求非常高，而且季節(jié)性很強，并且 “尋找勞動力來滿足需求的能力正在日益受到考驗?！?

軟性機器抓手制造商 Soft  Robotics 公司的首席執(zhí)行官 Carl Vause 表示，由于勞動力短缺和流 程效率低下，那些無法及時進入市場的農(nóng)產(chǎn)品和其它易腐爛的食品就會被浪費掉。Soft Robotics 推出的軟性機器抓手在多變的應(yīng)用中具有很高的優(yōu)勢，例如在電子商務(wù)、 商店補給和交付、按尺寸和形狀分類的產(chǎn)品、膳食套件以及高混合 / 大批量制造的產(chǎn)品，如化妝品和消費品等。這款機器抓手與機器視覺相結(jié)合，可以定位生菜頭和自動刀片，以將生菜頭與莖部分開，從而幫助種植者收獲不同種類的生菜和其它綠葉蔬菜。 

▎先進的視覺感應(yīng)、人工智能和定制的末端工具，使協(xié)作式 SCADA 機器人可 以直接從葡萄藤上摘取成熟的葡萄。

隨著農(nóng)場學(xué)會像精益工廠一樣運作，機器人技術(shù)和人工智能將迎接挑戰(zhàn)。高科技、更清潔和豐富的數(shù)據(jù)，正在為可持續(xù)發(fā)展的智慧農(nóng)業(yè)未來打好基礎(chǔ)。