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　　正如我們所知，農(nóng)業(yè)正以一種全新的姿態(tài)改變。

　　考慮到全球迅速增長的人口對糧食的需求不斷攀升，高新科技，尤其是農(nóng)業(yè)技術(shù)比以往發(fā)揮著更為關(guān)鍵的作用。人們開始轉(zhuǎn)向?qū)で笾悄芑珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，試圖能夠顯著提高其土地的產(chǎn)量。以強(qiáng)大的GPS技術(shù)和大數(shù)據(jù)為動力的機(jī)器人技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的突出作用是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　農(nóng)業(yè)科技在過去五年左右快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人早已不再局限于約翰迪爾（John Deere）的智能拖拉機(jī)和農(nóng)業(yè)無人機(jī)。北美和歐洲在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用方面處于世界領(lǐng)先水平，但亞太地區(qū)（主要是中國和印度）也在快速增長。

　　總體上，人們對物聯(lián)網(wǎng)，尤其是智能農(nóng)業(yè)技術(shù)的認(rèn)識不斷增強(qiáng)，進(jìn)一步幫助他們*化地使用農(nóng)業(yè)機(jī)器人（例如加快進(jìn)程、提高效率、并排除人工失誤的可能性等）。

　　根據(jù)Tractica最近的一份報告，到2024年底，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的年出貨量預(yù)計將達(dá)到594000臺（2016年的年出貨量僅為33000臺）。接下來，我們將重點(diǎn)介紹機(jī)器人在農(nóng)業(yè)中的一些重要功能和用例：

　　1. 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的種類

　　隨著大數(shù)據(jù)及技術(shù)支撐型農(nóng)業(yè)的興起，越來越多的農(nóng)業(yè)機(jī)器人開始出現(xiàn)在大眾的視野中。擁有先進(jìn)人工智能（AI）技術(shù)和內(nèi)置分析系統(tǒng)的機(jī)器人正被廣泛應(yīng)用于各種場合。從農(nóng)作物和牛群的管理，到奶牛管理、土壤監(jiān)測和整體農(nóng)業(yè)產(chǎn)量優(yōu)化等。在這些技術(shù)的輔助下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。除了農(nóng)業(yè)無人機(jī)和GPS驅(qū)動的智能拖拉機(jī)外，擠奶機(jī)器人、無人駕駛噴射直升機(jī)和物料管理系統(tǒng)也越來越受歡迎。對水資源的管理和灌溉是農(nóng)業(yè)機(jī)器人帶來可觀收益的另一個領(lǐng)域。此外，還有“智能收割機(jī)器人”，以及用于農(nóng)場庫存管理的“智能”工具。簡而言之，機(jī)器人正在對“數(shù)字農(nóng)場”這一概念進(jìn)行重新定義。有趣的是，農(nóng)業(yè)機(jī)器人也為室內(nèi)農(nóng)業(yè)實(shí)踐助力。

　　注：Clearpath Robotics、John Deere、AGCO和Lely等都是全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)的巨頭。

　　2. 作物的微觀監(jiān)測

　　在美國，農(nóng)業(yè)農(nóng)場的平均規(guī)模是444英畝（這個數(shù)字在過去的幾十年里一直相對穩(wěn)定）。因而，對大型農(nóng)田進(jìn)行人工監(jiān)測變得尤為困難，也增加了更多與農(nóng)業(yè)相關(guān)的不確定性因素。為了降低這種風(fēng)險，農(nóng)業(yè)機(jī)器人和無人機(jī)就可以發(fā)揮它們的作用了。它們通常可以利用強(qiáng)大的傳感器和測繪技術(shù)，為農(nóng)民們帶來全面、實(shí)時的作物信息。部分農(nóng)業(yè)機(jī)器人，比如BoniRob，它可以非常接近地面作物，以便傳遞非常微觀的作物信息。目前一些公司已經(jīng)開始著手提供成套的農(nóng)業(yè)硬件和軟件分析工具。

　　注：一般而言，農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)包括5個關(guān)鍵組件：網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、智能手機(jī)或平板電腦以及物流單元。

　　3. 微型噴灑和除草

　　微型噴灑和除草機(jī)器人是目前很受歡迎的方式之一，它可以代替手工在田間噴灑農(nóng)藥。傳統(tǒng)的人工噴灑和除草過于耗時，過度使用化學(xué)物質(zhì)，造成浪費(fèi)，還可能對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。用于除草的農(nóng)業(yè)機(jī)器人配備了先進(jìn)的計算機(jī)“視覺”，可以準(zhǔn)確識別受雜草侵害的區(qū)域，并在這些區(qū)域噴灑所需用量的殺蟲劑。在某種程度上，這減少了除草劑的使用，也幫助農(nóng)民減少了不必要的開支。此外，農(nóng)民們還可以使用機(jī)器人來發(fā)現(xiàn)和鏟除雜草（而非在雜草上噴灑化學(xué)物質(zhì)清除）。每臺農(nóng)業(yè)機(jī)器人利用自動除草技術(shù)平均可以殺死約90%的害蟲，同時節(jié)約75%的農(nóng)藥使用量。

　　注：激光技術(shù)也可用于某些農(nóng)業(yè)機(jī)器人除雜草。準(zhǔn)確的觸覺感知能力也是一個好的除草/微噴機(jī)器人必須具備的。

　　4. 無人機(jī)和傳感器的作用

　　到2017年1月，全球農(nóng)業(yè)無人機(jī)市場的價值已經(jīng)升至3250萬美元（根據(jù)PwC的一份報告顯示）。土地測繪、農(nóng)田害蟲探測和一般的作物檢查等是無人機(jī)廣泛應(yīng)用的主要領(lǐng)域。事實(shí)上，農(nóng)業(yè)無人機(jī)或許在不遠(yuǎn)的將來就能“互相溝通”并實(shí)現(xiàn)“團(tuán)隊合作”（例如，深度的農(nóng)作物處理、灌溉管理和除草）。在智能農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，傳感器始終都起著至關(guān)重要的作用。例如，土壤濕度傳感器可以持續(xù)跟蹤土壤狀況（例如濕度水平等），將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端網(wǎng)絡(luò)，并提醒農(nóng)民適時進(jìn)行灌溉。因此，水資源浪費(fèi)也減少了。在新西蘭，農(nóng)民們用SmartN來追蹤奶牛排尿的地點(diǎn)，因?yàn)檫@些地方就不需要任何肥料或化學(xué)品了，這樣也可以減少化肥的使用。如果沒有無人機(jī)和傳感器的輔助，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的效用將非常有限。

　　注：到2020年底，農(nóng)業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到29億美元，比2015年同期增長近5倍。

　　5. 更有效地采摘、分類和收割

　　歐盟資助的農(nóng)作物項目（農(nóng)作物智能機(jī)器人）早已表明了這一點(diǎn)。目前專用于采摘和分類“無核小果”的應(yīng)用程序已經(jīng)開始進(jìn)行測試和部署，這些應(yīng)用程序通常具有這項工作所需的手工靈巧度（而小麥和玉米等作物可以很容易被收割機(jī)收割）。

　　國際領(lǐng)先的研究公司Octinion幾個月前發(fā)布了一款草莓采摘機(jī)器人的樣機(jī)。該機(jī)器人可以對70%的成熟草莓進(jìn)行分類和采摘（日本Shibiya Seiki公司在2013年展示過一款類似的農(nóng)業(yè)機(jī)器人）。

　　配備有真空清除機(jī)制和計算機(jī)視覺（這樣對作物本身或果實(shí)都不會造成任何損害）的自動蘋果采摘機(jī)器人開始進(jìn)入人們的視野，預(yù)計它們將在未來幾年內(nèi)成為絕對的主流。

　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)使其能夠測量果實(shí)的成熟度，檢測果實(shí)上是否有灰塵，以及管理溫度和風(fēng)力條件。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，農(nóng)作物在收割時受損是很大的一個問題，而農(nóng)業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)無疑可以消除這種擔(dān)憂。

　　注：Abundant機(jī)器人公司（美國加州）和FF機(jī)器人公司（以色列）都在進(jìn)行蘋果采摘機(jī)器人的試運(yùn)行。產(chǎn)品中內(nèi)置的人工智能傳感器還可以讓農(nóng)民明確作物的收割時間。

　　6. 機(jī)器人耕作的主要驅(qū)動力

　　到2024年，全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場的年收入將超過740億美元。全球人口呈指數(shù)級增長，可以說是機(jī)器人精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展背后的最主要的因素，因?yàn)橐B(yǎng)活的人口更多，土地資源總量有限，產(chǎn)量必須*化。使用農(nóng)業(yè)機(jī)器人和智能農(nóng)業(yè)技術(shù)可能產(chǎn)生巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。

　　一方面，農(nóng)場工人的工資占農(nóng)業(yè)總支出的41%，這也促使農(nóng)場主用農(nóng)業(yè)機(jī)器人來替代部分勞動力。

　　另一方面，缺乏足夠的勞動力也是原因之一。現(xiàn)在大多數(shù)年輕人對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)都不感興趣。不斷增長的糧食短缺水平、持續(xù)的氣候變化，現(xiàn)有的人工農(nóng)業(yè)瓶頸（以及不確定性和低產(chǎn)量），都使得人們轉(zhuǎn)而使用農(nóng)業(yè)機(jī)器人作為可行且高效的人工替代品。物聯(lián)網(wǎng)對農(nóng)業(yè)的影響持續(xù)增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人剛好為其提供了諸多的便利。

　　對于農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)來說，并非一切都一帆風(fēng)順。目前技術(shù)本身相當(dāng)分散，農(nóng)民普遍缺乏意識，存在基礎(chǔ)設(shè)施問題，機(jī)器人在農(nóng)業(yè)中的好處可能不會在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)。但是隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展，這些問題都將逐步得到解決。

　　7. 農(nóng)業(yè)機(jī)器人進(jìn)行種植和播種

　　2016至2017年，印度近16%的水果和蔬菜產(chǎn)量流失，谷物的浪費(fèi)率也高得驚人。實(shí)際上，很多浪費(fèi)都發(fā)生在播種的時候。然而這僅僅是由于農(nóng)民使用過時的方法從移動的拖拉機(jī)上噴灑種子（使用所謂的“播種機(jī)”），從而造成了浪費(fèi)。

　　擁有高尖端地理測繪功能的農(nóng)場機(jī)器人可以有效防止這種浪費(fèi)。這些農(nóng)場機(jī)器人能夠準(zhǔn)確地確定所有相關(guān)的土壤特征，從而使種子在正確的時間播撒在正確的位置。

　　它們還可以為苗圃自動化提供動力，確保對所有的溫室培植進(jìn)行優(yōu)化，比如盆栽、播種和倉儲。精確播種，在某種程度上，就是讓作物從種子到最后成熟收割的可能性*化。

　　注：隨著全球城市化的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人正幫助創(chuàng)建、管理和維護(hù)室內(nèi)農(nóng)場（在城市環(huán)境中）。在香港，這樣一個農(nóng)場機(jī)器人系統(tǒng)可以減少95%的用水量，同時植物的生長也大大加快。

　　8. 無人駕駛技術(shù)和機(jī)器人的崛起

　　智能拖拉機(jī)已經(jīng)存在很長時間了，但由于某些因素，這項技術(shù)仍發(fā)展很慢。其中最主要的是傳感器相對較高的價格（對于普通農(nóng)戶來說，這可能是一個主要的因素），缺乏相關(guān)知識導(dǎo)致的不信任，以及監(jiān)管問題。但展望未來，農(nóng)業(yè)機(jī)器人肯定有潛力引入無人駕駛的農(nóng)業(yè)技術(shù)。

　　預(yù)計到2028年，智能拖拉機(jī)的總出貨量將達(dá)到70萬輛，到2038年，將售出4萬多輛5級拖拉機(jī)。據(jù)專家稱，2024年將是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的“觸發(fā)年”，之后出貨量將開始大幅加速。農(nóng)場自動化配套的成本也將開始逐步下降，進(jìn)一步推動大規(guī)模使用。“智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人”并不會完全取代人類在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的地位，但在可預(yù)見的未來，它們將成為自主精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的代表性產(chǎn)品。

　　9. 擠奶機(jī)器人等的應(yīng)用

　　到2017年第三季度，全球已有34000多臺擠奶機(jī)器人（簡稱RMS）在農(nóng)場投入使用。在擠奶之前，它們會在奶牛的乳房上噴灑“安全”消毒劑，而非處理細(xì)菌感染的風(fēng)險和牛奶產(chǎn)量低的問題。更重要的是，這些機(jī)器人還會幫助動物“準(zhǔn)備”擠奶，這確保了獲得的牛奶的量和質(zhì)都是*的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，擠奶的頻率必須在整個泌乳周期中穩(wěn)步下降。目前擠奶機(jī)器人價格高昂（一臺能擠50-70頭奶牛的機(jī)器人大約價值175000美元），但隨著市場發(fā)展，預(yù)計成本將會下降。通過適當(dāng)?shù)墓芾砗鸵?guī)范的操作（對勞動力的培訓(xùn)也至關(guān)重要），擠奶機(jī)器人具有很明顯的優(yōu)勢。雖然一開始可能并不明顯。

　　10. 修剪和切割作物

　　農(nóng)田里作物種子之間的理想間距應(yīng)該是多少呢?怎樣才能使作物健康生長的可能性達(dá)到*呢?從傳統(tǒng)來看，農(nóng)民們一般憑借經(jīng)驗(yàn)和猜測。不過，現(xiàn)在專門的農(nóng)業(yè)機(jī)器人能夠測量植物的“正確”密度，從而實(shí)現(xiàn)*的生長（這些機(jī)器人通常會降低作物種植的密度）。這就是所謂的“細(xì)化”。農(nóng)業(yè)機(jī)器人還可以被用來對作物進(jìn)行修剪或切割，以促進(jìn)它們的健康生長。無論是“修剪”還是“切割”作物，農(nóng)業(yè)機(jī)器人都使用了高尖端的計算機(jī)視覺技術(shù)。目前葡萄酒行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動修剪（葡萄園機(jī)器人Wall-Ye），而且藍(lán)莓修剪機(jī)器人也已開發(fā)出來。

　　注：去年，藍(lán)河科技公司（Blue River Technologies）生產(chǎn)的生菜機(jī)器人獲得了“農(nóng)業(yè)杰出產(chǎn)品創(chuàng)新”獎。

　　11. 農(nóng)業(yè)機(jī)器人仍需技術(shù)改進(jìn)

　　即便如此，問題仍然存在。首先，缺乏統(tǒng)一有效的監(jiān)管對設(shè)備制造商和農(nóng)民來說都是一個大問題。機(jī)器人的定位精度也待提高（這反過來將使除草、灌溉、作物監(jiān)測和其他活動更加有效）。農(nóng)場機(jī)器人對人類和環(huán)境的安全系數(shù)仍然存在疑問。此外，目前也不確定誰來承擔(dān)責(zé)任，萬一意外事故發(fā)生的話。而且為了進(jìn)行準(zhǔn)確的分析（例如，在采摘前確定水果的成熟度），機(jī)器人需要考慮溫度波動和光線變化等外部因素。安裝和部署農(nóng)業(yè)機(jī)器人需要較大的投資，除非技術(shù)得到適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，否則它們將無法提供物有所值的服務(wù)。

　　注：精準(zhǔn)灌溉在全球范圍內(nèi)迅速普及。與傳統(tǒng)灌溉方法相比，它有兩個重要的優(yōu)勢：首先，以前無法延伸到的地區(qū)現(xiàn)在可以到達(dá)了，其次，可以單獨(dú)針對作物。

　　12. 機(jī)器人牧羊

　　牧牛是最古老的，同時也是最棘手的工作之一。農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以以無人機(jī)的形式，使這一過程實(shí)現(xiàn)自動化。愛爾蘭和新西蘭已經(jīng)開始使用無人機(jī)來管理羊群了。這些無人機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，而且它們會持續(xù)跟蹤以確保沒有家畜走散。

　　另一方面，這些無人機(jī)的電池壽命很短（約20-25分鐘），價格卻很貴（Q500無人機(jī)售價1299美元）。在澳大利亞，許多牧場主使用直升機(jī)進(jìn)行放牧。對他們而言，無人機(jī)是一個更好的選擇，相對于人工養(yǎng)殖，也更便宜。

　　注：由于農(nóng)場機(jī)器人的出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)施肥也發(fā)生了革命性的變化。例如，Rowbot的農(nóng)業(yè)機(jī)器人就確保了氮肥的有效利用。

　　總結(jié)

　　盡管農(nóng)業(yè)機(jī)器人具有諸多優(yōu)勢和強(qiáng)大的功能，但目前仍處于起步階段，還存在較多的不足之處。一旦這些問題得以解決，農(nóng)業(yè)機(jī)器人將更多地出現(xiàn)在我們的視野中。如果您也關(guān)注農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，請持續(xù)關(guān)注我們。