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农业机器人在田野中奔忙注意

2020.11.20 来源: 浏览:2次
<大不了我换个域名p>农业如何实现高效生产、可持续发展?实现自动化是其中关键一环。随着科学技术的进步与成熟,先进的现代化机械设备甚至是已开始进入农业领域,将人从繁重的农业劳动中解放出来,节本增效。下一代的自动化已经在田野中忙碌开来。你可能已经见过它们,只是并未留意,因为这些机器人都扮成了拖拉机的样子。

农机之间可对话

今天的这些 拖拉机 ,有许多都是自动驾驶的,它们依靠GPS导航穿过田野,还能对自己的零件 说话 。而这些零件,比如一把犁、一只喷雾器等,也能向拖拉机 回话 。

美国约翰迪尔公司2012年出售的一种复合收割机,就能和牵引式挂车联系,并且提醒司机装载谷物。德国的芬特公司也研制出了成对作业的拖拉机,其中的一台由人工操作,另一台自动驾驶,在边上模仿第一台的动作。这套系统可以有效地将农民在田野中的劳作时间减半 而这还仅仅是开始。

今天的农业机器个头和重量皆大,因此有一个重大的缺陷:它们会压紧土壤,减少孔隙,杀死有益的生物。这样一来,作物就无法茁壮生长。压紧的土壤还会增加雨水侵蚀。

有了轻型机器人,犁地就再也没有必要了,由此可以大大降低能耗,也能降低农耕中排放的二氧化碳。当土地不再紧实,土壤就能保住原有的结构,留住有益的生物。它们还能吸收更多的水分,保持更久的肥力。

具有这些能力的自动机器人已经开始在田野试验中展现能力了。它们需要具备的关键能力有 种:能自动行驶,能分析眼前的场景,还要能帮助农民烧掉野草、喷洒农药或者收割庄稼。

其中导航系统还是最简单的部分,特别是在有了高精度的卫星导航技术之后。这种技术能使机器将自己的位置确定在2厘米之内,由德国应用科学大学的阿诺 鲁克肖森研发,目的是为一款叫做 BoniRob 的模块式农业机器人导航。BoniRob的外形像一辆四轮越野车,利用几台光谱成像仪来区分绿色的作物和褐色的土壤。它能记下每一株作物的位置,并在生长季中一次次返回原地观察它们的生长。

用激光枪除杂草

除尽杂草是农民特别向往的一个目标,因为杂草会使有些作物的产量下降5成还多。因此,鲁克肖森下一步的计划就是,给他的机器人安装一套精确的喷洒系统,该系统仿照喷墨打印机,能够在杂草的叶片上喷洒微小的除草剂液滴。鲁克肖森估计,这项技术能够使农药的使用减少8成。根据布莱克摩尔的计算,即便是将机器人的前期投资计算在内,这个新方法也会比传统的除草手段便宜。

不仅如此,新方法还明显有利于生物多样性的维持,因为它能将除草剂杀死的植物数目减到最低。喷洒杀虫剂不是机器人清除杂草的唯一手段:试验中的样机还能用火焰喷射器和激光枪烧死杂草,这一点对于有机农业可是大有用处的。

田野试验显示,机器人能用测量每一株小麦的氮水平,然后酌量施肥,并由此将整块田地的化肥使用削减8成以上,做到物尽其用。一方面是化肥减少使用,一方面是土壤变松、蓄水能力加强,结果就是河流和水道变得更加健康。除3月31日此之外,还有一个不言而喻的好处:化肥的工业生产造成的大量碳排放,在精确施肥之后也能有所缓解。

接下来的难题就是,如何区分杂草和作物。研究者正在研发相应的系统,希望能借助叶片的不同形状来辨认比如杂草和甘蔗的不同。

澳大利亚野外机器研究中心的萨拉 苏卡黎表示,机器人视觉也会在大约几年之后就绪。

和苏卡黎一样,英国哈珀亚当斯大学学院研究农业技术的西蒙 布莱克摩尔也认为农业机器人的运营没有技术上的障碍。目前已经有人对配备了机器视觉的机器人做过试验。结果证明,这些机器人的确能够在田野中辨别野草,并且酌量喷洒除草剂。另有一些试验显示,机器人灌溉系统能够将用水削减一半。 现在是技术具备,只欠投资了。 布莱克摩尔说。

随着人口老化和农民数目的减少,日本也把目光转向了机器人。眼下,日本北海道大学的野口伸正在主持一个研究项目,旨在将农业机器人推向市场。该项目为期5年,目标是将农耕从播种到收获的各个环节全部自动化。研究将主要围绕日本的 种标志性作物:稻米、小麦和大豆。研究团队计划2014年就在农田里试验样机。 从现在起的5年之后,我们就打算把它们推到市场上销售, 野口说道。

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