近年來,隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快,激增人口與有限耕地矛盾加劇,全球氣候變暖,極端天氣頻發(fā)等問題出現,全球農業(yè)面臨極其嚴峻的考驗。無論是發(fā)達國家,還是發(fā)展中國家都寄希望于機器人技術可以推動農業(yè)的變革。由此,農業(yè)機器人開始進入加速發(fā)展期。
21世紀以前,農業(yè)機器人是機械電器自動化設備,21世紀以后則加入了人工智能、機器視覺等新技術的自動化設備?!皺C器人+”農業(yè)模式主要以人工智能的機器人技術為支撐,將信息技術進行集成,通過感知識別、智能分析、自動控制、柔性作業(yè)等方式,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能,最終將農業(yè)的標準化、規(guī)范化大大向前推進。
當前,農業(yè)機器人發(fā)展提速,并逐漸向細分領域拓展,各國都不斷開發(fā) “定制化”的機器人來服務于農業(yè)生產與管理。
在農業(yè)作物監(jiān)測領域,美國伊利諾伊大學斯蒂芬(StephenP.Long)教授領導的團隊研發(fā)了一款新的機器人。這款農業(yè)機器人采用GPS和筆記本電腦相結合來引導,以履帶式的輪子在植物行間移動。
該機器人配備了高光譜、高清的熱成像相機、天氣監(jiān)視器以及脈沖激光掃描儀傳感器。這些設備可以讓它收集植物的莖稈直徑、高度和葉面積等的表型數據,以及作物的環(huán)境條件信息,如溫度和土壤含水量。它收集的數據會存儲在機器人自己的集成計算機上,接著它會傳輸到研究人員的筆記本電腦上。然后,他們可以使用此信息來為每一株植物建立一個3D計算機模型,以預測其生長和發(fā)育,從而估計該單株植物和整個作物的產量。
澳大利亞研制了一款農場機器人——“SwagBot”,能夠放牧牲畜,并且將陷入泥濘之中的車輛拖出來;英國公布了一款農業(yè)采集機器人,它采集西藍花的速度是人類的6倍,已經投入使用;法國一家公司最近開發(fā)了一款專門用于大型蔬菜種植的最新農業(yè)機器人——Dino除草機器人。Dino裝備RTK(實時動力學)GPS和視覺相機,能翻動土塊拔除雜草,且不傷害近處的作物。同時,它號稱是一款“多功能機器人”,所以也可被用于播種。
在農業(yè)機器人研究上,日本則集中研究力量,共同實施開發(fā)計劃,其研究的對象不單是農業(yè)機械,還包括與機械化作業(yè)效率有關的肥料、農藥等生產資料的開發(fā)。研究課題的設置涉及蔬菜、旱作水田、畜產和果樹等方面。
與國外相比,20世紀90年代中期,我國才開始了農業(yè)機器人技術的研發(fā)。目前,我國已開發(fā)出的農業(yè)機器人有:耕耘機器人、除草機器人、施肥機器人、噴藥機器人、蔬菜嫁接機器人、收割機器人、采摘機器人等。
智造快訊
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