参考消息网9月10日报道 据西班牙《趣味》月刊网站8月16日发表题为《机器人正在掀起一场“农田革命”:服务于更加高效的智慧型农业》的文章,内容如下:
将人工智能和机器人技术融入农业所带来的积极影响可以从五个关键方面解释。
首先,这些技术可以代替人类承担危险性劳动,例如农药喷洒或恶劣天气环境下的采摘;其次,它们能够出色地完成重复性单调劳动,其效率与精确度之高已经超越了人类的身体极限和认知范围;第三,它们具有优秀的分析与计算能力,可基于大量数据提供农业决策;第四,对于某些因高强度或低效益而被人力拒绝的农业劳动,它们是解决方案;最后,机器人大大缓解了农业劳动力短缺的问题,在由于农村人口外流或移民政策限制导致季节性劳动力紧缺的地区,其效果尤为明显。并且,上述所有方面也都意味着农业的生产和运维成本大幅度减少。
精准播种
播种机器人是现代农业的一项关键创新,它显著提高了种植阶段的效率。这些自动化设备能够高精度播种,从而减少浪费、优化土地利用并为农民节省大量时间和成本。此外,相较于连接拖拉机的传统播种设备,机器人更加轻便、燃料消耗更少、对土地的压力也更小。
为了实现自主作业,这些机器人配备了结合相对定位和绝对定位的先进导航技术,采用航位推算和空间定位等方法,以及包括超声波、红外线和激光雷达系统在内的多种传感器。在各种定位方法中,最常用的是全球导航卫星系统,此外即时定位与地图构建等定位和导航系统使这些机器人能够在复杂的农业环境中精准定位和移动。
另一方面,由机器人群组构成的“自主化部队”已开始在农业领域逐步发展起来,这项创新技术是将多个机器人有组织地安排在同一块农田中协作劳动,从而优化时间和资源利用,使劳动效率大幅提高。商业播种机器人的设计也取得了重大突破,这些机器人既可以独立工作,也可以组合成“智能部队”,不仅可以适应各种农田的特定需求,而且能够进一步提高播种精确度。
管理杂草
杂草问题是全球农业面临的主要挑战之一,它可造成40%至60%的收成损失。据估算,这些令人头疼的杂草每年会导致农作物减产13.2%,相当于大约10亿人口全年的粮食供应量。造成该问题加剧的有多种因素,其中包括杂草对合成除草剂的抗性增强、杂草是病虫害的宿主、国际贸易导致的外来物种入侵、活性物质的使用逐步受到限制和传统农业体系对除草剂的普遍依赖等。而人工智能在自动化除草方面起到了关键作用。
配备传感器、摄像头和人工智能的机器人能够在农田中巡视并精准识别和处理杂草,即使杂草处于生长早期或藏在农作物后面。一些机器人厂家开发出了以卫星定位和人工智能为指导的自主化系统,能够区分农作物和杂草并且适用于多种类型的农田;另一些则融合了太阳能驱动和机器人群组协作技术,从而提高劳动效率;还有机器人甚至能够精准区分有害杂草和有益杂草,有利于生物多样性,尽管移动速度较慢使得它们在大型农场中的使用受到限制。
由西班牙国家研究委员会领导的“混合除草计划”致力于推动使用计算机视觉和人工智能等技术对杂草进行可持续管理这一生态农业焦点,旨在根据每种农作物的特殊情况调整机械和化学手段管理杂草。同时倡导将农业和人工智能进行广泛且深度的融合:无论是哪个厂家的机器人,农民都可以接入系统。朝着能够及时做出决定的自主化系统方向迈进,从而促进农业更加可持续,更加符合当前环境要求。
高效采收
采摘机器人是农业自动化领域最先进的设备之一,它专为最需要时间、人力和精准度的农作物收获阶段而设计。传统的农作物收获过程非常依赖人力,而对于许多劳动力紧缺的地区,采摘机器人能够有效缓解压力。这些机器人配备有传感器、高分辨率摄像头、计算机视觉系统和人工智能,能够识别成熟果实、计算最佳采摘方式并在保护农作物和果实的前提下执行操作。
现有的采摘机器人设计灵活,能够适应多变的环境和各类果蔬的不同特点。部分高端型号,例如用于采摘草莓、番茄或辣椒的机器人,可以凭借集成照明系统在温室内或者夜间工作。自动化采摘最大的挑战之一是精准检测果实成熟度。为此,这些机器人融合了机器学习技术,能够通过示例进行学习并随时间提升决策能力。
另外,配备专业工具的机械臂能够实现轻柔采摘,保障果实品质并避免损耗。选择性采摘系统是农业领域最具前景的新兴技术之一,它使得机器人能够在精准识别成熟果实进行采摘的同时保留未成熟果实。通过这种方式,采摘效率得到提升,损耗被避免,且同一农作物可进行多次采摘。这些优势使得采摘机器人对于那些使用人工采摘费时费力费钱的农作物来说尤为重要。
随着机器人被运用到农业中,劳动力市场将逐渐发生转变。一方面,这些技术将缓解劳动力紧缺的压力并改善劳动者的生活质量;另一方面,这些基于人工智能的自动化系统也将提高劳动者在一些工作中的效率。同时,农业数字化转型使得对高素质专业人员的需求逐渐增长,特别是软件开发和传感器集成等领域。然而这种技术转型面临着巨大挑战,其中包括仍需解决的法律问题、对封闭运营体系厂家的依赖加重问题以及不同技术间的兼容性问题。此外,最重要的是解决伦理问题并保障人和动物在自动化农业环境中的安全。(编译/丁泓昊)