机器人也可以种植农业 未来可期

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一项名为“双手免费公顷”的试验性农业项目现已进入第二年,作为一种简化农业产业的方法,该项目显示出巨大的前景。
 
机器人农场是如何运作的?
英国哈珀亚当斯大学(Harper Adams University)开展了一项名为“双手自由公顷”的项目,在机器人耕种过程中,没有人会涉足他们的领域。
 
首先是一台自动拖拉机在泥土中钻出沟渠,这样大麦种子就可以在特定的深度和间隔种植。在设备方面,该团队从一个现成的38bhp Iseki TLE 3400小型拖拉机开始,并在工程实验室对其进行了改装,包括摄像机、激光和GPS系统。
 
接下来,在生长季节,机器人被用来调查作物。他们利用无人驾驶飞机和漫游者侦察车,进行测量并带回土壤样本,这样就可以根据作物需求做出数据驱动的决策。农学家Kieran Walsh说:“对我来说,这是项目中最具挑战性的部分之一,因为当我走过一片田地时,我能感觉到庄稼在干什么。但是,他并没有沿着这条路走,而是通过研究视频来确定杂草的数量和农作物的病害。
 
在整个季节里,该团队使用自动化机械喷洒一系列杀菌剂、除草剂和化肥。但由于研究人员的预算有限,他们使用的拖拉机和喷洒的拖拉机是一样的。在急于把拖拉机改装成喷雾器的过程中,他们在最初的试验中错过了一些计时基准。
 
最后一步是使用无人驾驶的联合收割机收割大麦。“联合收割机使用的系统与我们在拖拉机上建立的系统非常相似,我们用拖拉机来喷洒、钻孔和碾压我们的公顷土地。有大量的执行机构来移动和控制联合收割机上所有必须安装的系统,”项目负责人Kit Franklin说。
 
可行性研究结果
第一批大麦于2016年9月开始收获,于2017年春季收获。目的是证明一个农业机器人是可能的。“我们只使用了现成的技术和开源软件,”项目合作伙伴Precision Decisions公司的机电一体化研究员马丁•阿贝尔(Martin Abell)说。
 
他们做到了。他们只用机器人技术种植庄稼,但他们的队伍看起来很不稳定。大学机器人工程师乔纳森•吉尔说:“事实证明,这些无人机系统中的自动驾驶仪并不是设计成直线飞行的。”“没有必要,它只是为了尽可能高效地从A点到达B点。”因此,机器对岩石的反应是绕着它转,这样任何相邻的植物都被压碎了。
 
第二批冬小麦于2017年10月开始播种。这次调查的目的是升级软件,以提高直线度的行,机械的准确性,从而提高作物产量。
 
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不仅研究周期需要与生长期同步,试验还面临着与其他耕作方式相同的可变条件。富兰克林说:“我们不得不放弃本季度的第一次钻探,因为当时雨下得很大,拖拉机开始打滑,失去了直线。”在等待好天气的到来之后,“拖拉机转回田间时还是有点任性,但一旦上了线,就真的是直通道口了”。
 
机器人种植的大麦产量为每公顷4.5吨,比传统农业的6.8吨产量低51%。当然,投入到这个试验项目中的时间和金钱远远超过了传统的农业。
 
但更实际的做法是,该团队将利用可行性研究的结果——他们的大麦收成——来酿造一些啤酒。
 
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使用农业机器人的潜在影响
虽然机器人农业对食品工业的影响还没有被分析,但可以理论化的说,在技术的价格平衡后,它有可能增加产量并降低食品价格。随着世界人口的增长,提高粮食产量将是获得足够粮食的重要一步。
 
此外,从单一的工农业设备向自动化的小型拖拉机车队的转变,将通过限制压实土地的重型机械重量来改善土壤质量。虽然健康的土壤可能看起来像一个小收获机械耕作,《科学美国人》的作者解释说,“采用农业实践,构建土壤健康[是]一个稳定和有弹性的农业的关键,”和农业实践“降低土壤健康破坏人类的能力继续喂大家从长远来看。”
 
还有可能整合额外的数据集和天气预测模型。因此,一台自动拖拉机理论上可以使用实时预测数据来确定何时是种植、收割或施肥的最佳时机。要在家里玩这种类型的分析,你可以使用我们设计的DIY智能花园,使用Arduino和ROHM传感器收集本地数据,与天气预报相结合。
 
在业内,人们对这一创新的反应与典型情况正好相反。老前辈们对这项技术充满热情,而年轻人则对此持怀疑态度。“在过去30年里,那些上了年纪的人坐在拖拉机上,他们认为这不是最好的利用时间的方式——他们更珍惜时间,”刚毕业的项目合伙人马丁•阿贝尔(Martin Abell)说。根据他自己作为农民的经验,Abell说:“不要把所有的时间都花在自动驾驶上,这会给你更多的时间来了解你的作物,并希望能更好地管理它。”
 
用机器人耕种是个好主意吗?
尽管从农场到餐桌的运动让人想起了那些饱经风霜的手从肥沃、黑暗的土壤中收获新鲜蔬菜的朴实形象,但实际的农业生产要困难得多。在工业化农场,低薪工人在烈日下长时间工作。营销信息让我们相信的吸引力要小得多。
 
随着机器人技术和人工智能逐渐融入到各种各样的产业中,我们完全有理由期待它们也会成为农业的一部分。我们已经在其他行业看到机器人正在取代低工资的工作,比如自动化缝纫机在纺织行业的作用。
 
随着时间的推移,这种技术的转变将导致经济的全面变革,并将改变就业市场。这让许多人感到担忧,也不确定经济会发生怎样的变化。在麻省理工学院最近举行的关于人工智能和未来工作的峰会上,学院院长L.拉斐尔赖夫(L. Rafael Reif)说:“72%的美国人表示,他们担心机器人和电脑能做很多人类工作的未来。”他补充说:“假设现有的工作岗位消失了,你无法想象创造了哪些工作岗位,(但)人工智能正在取代任务。”有过剩的工作岗位,却没有足够的人来填补这些岗位。
 
麦肯锡全球研究所(McKinsey Global Institute)发布的一份分析报告也证实了这一点。该报告预测了2030年的工作前景。报告称:“收入两极分化可能会持续下去。“大部分就业增长将来自高工资职业。护士助理或助教等低薪职业也会有所增加。然而,报告称,“大量中等收入职业的就业率降幅最大。”
 
这就是为什么白宫在2016年发布了一份关于人工智能、自动化和经济的政策简报,主张在STEM领域进行更多的教育,重点是计算机科学。这种培训将使人们做好准备,以满足工业自动化未来存在的更大的技术需求。
 
对其他农业技术感兴趣?这些农民使用乌克兰的固件来改装他们的拖拉机,这样他们就可以在约翰迪尔授权的修理店外进行修理。
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