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【中國智能制造網(wǎng) 智造快訊】人口的快速增長、食物供應(yīng)壓力的增加、農(nóng)業(yè)勞動力的不斷減少，推動農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場需求不斷攀升。無論是建設(shè)“智慧農(nóng)業(yè)”，還是發(fā)展“無人農(nóng)場”，農(nóng)業(yè)機(jī)器人都是當(dāng)之無愧的主角。
農(nóng)業(yè)機(jī)器人引發(fā)熱潮 或推動“無人農(nóng)場”興起
幾個世紀(jì)以前，工業(yè)革命和技術(shù)革新大大提高了我們對地球資源的利用程度，在當(dāng)時看來，地球資源仿佛是取之不盡的。但是人口規(guī)模的不斷擴(kuò)張，為了滿足大幅增長的糧食需求，未來糧食產(chǎn)量至少需要達(dá)到現(xiàn)在糧食產(chǎn)量的兩倍。然而，變暖和城鎮(zhèn)化發(fā)展等不利因素正制約著農(nóng)作物的生長，糧食增產(chǎn)相當(dāng)困難。
在此形勢下，進(jìn)一步推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展向深層次邁進(jìn)就顯得更為重要了。如今，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的發(fā)展正在改變著這個時代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從機(jī)械化向數(shù)字化邁進(jìn)，農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)悄然改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，智能化階段已然到來。
目前，農(nóng)業(yè)機(jī)器人已經(jīng)能完成播種、種植、耕作、采摘、收割、除草、分選以及包裝等工作，主要應(yīng)用于無人駕駛拖拉機(jī)、無人機(jī)、物料管理、播種和森林管理、土壤管理、牧業(yè)管理和動物管理等。
而根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2024年農(nóng)業(yè)機(jī)器人出貨量將從2016年的3.2萬部增長至59萬部，除此之外，2024年農(nóng)業(yè)機(jī)器人收入也有望達(dá)到740億美元。
各國加快農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)
眼下，農(nóng)業(yè)機(jī)器人正提速發(fā)展，并逐漸向細(xì)分領(lǐng)域拓展，各國都不斷開發(fā) “定制化”的機(jī)器人來服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理。
在農(nóng)業(yè)作物監(jiān)測領(lǐng)域，美國伊利諾伊大學(xué)斯蒂芬教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊研發(fā)了一款新的機(jī)器人。這款農(nóng)業(yè)機(jī)器人采用GPS和筆記本電腦相結(jié)合來引導(dǎo)，以履帶式的輪子在植物行間移動。該機(jī)器人配備了高光譜、高清的熱成像相機(jī)、天氣監(jiān)視器以及脈沖激光掃描儀傳感器。
這些設(shè)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(shù)據(jù)，以及作物的環(huán)境條件信息，如溫度和土壤含水量。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(jī)模型，以預(yù)測其生長和發(fā)育，從而估計該單株植物和整個作物的產(chǎn)量。
澳大利亞研制了一款農(nóng)場機(jī)器人“SwagBot”，不僅能夠放牧牲畜，并且可以將陷入泥濘之中的車輛拖出來；英國公布了一款農(nóng)業(yè)采集機(jī)器人，它采集西蘭花的速度是人類的6倍，已經(jīng)投入使用；法國一家公司則開發(fā)了一款專門用于大型蔬菜種植的新農(nóng)業(yè)機(jī)器人——Dino除草機(jī)器人。
在農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究上，日本集中研究力量，共同實施開發(fā)計劃，其研究的對象不單是農(nóng)業(yè)機(jī)械，還包括與機(jī)械化作業(yè)效率有關(guān)的肥料、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料的開發(fā)。研究課題的設(shè)置涉及蔬菜、旱作水田、畜產(chǎn)和果樹等方面。
與國外相比，20世紀(jì)90年代中期，我國才開始了農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)。目前，我國已開發(fā)出的農(nóng)業(yè)機(jī)器人有：耕耘機(jī)器人、除草機(jī)器人、施肥機(jī)器人、噴藥機(jī)器人、蔬菜嫁接機(jī)器人、收割機(jī)器人、采摘機(jī)器人等。
“無人農(nóng)場”概念興起
隨著農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的推廣，“無人農(nóng)場”概念逐漸興起。根據(jù)英國《每日郵報》報道，英國的一組農(nóng)業(yè)工程師正在嘗試創(chuàng)建家無人農(nóng)場，在沒有任何人進(jìn)入農(nóng)田的情況下完成翻地、播種、灌溉直至收獲的全部流程，并使用無人機(jī)監(jiān)控農(nóng)作物的生長。
更值得稱贊的是，他們在“無人農(nóng)場”項目中使用的都是輕型機(jī)械，并沒有使用農(nóng)場常用的大型器械，研究團(tuán)隊認(rèn)為之所以不使用大型機(jī)械是為了防止常用的大型機(jī)械給土壤造成的板結(jié)化問題，從而提升土壤的質(zhì)量。
隨著科技的進(jìn)一步加強(qiáng)，或許在不久的將來，“無人農(nóng)場”也會出現(xiàn)在我們身邊，把農(nóng)民從辛苦的勞作中“解放”出來，而農(nóng)業(yè)機(jī)器人等智能產(chǎn)業(yè)也將迎來全面增長機(jī)遇，為智能制造領(lǐng)域與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展提供重要動能。
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