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未来领域:欧洲农业正处于机器人革命的风口浪尖

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2023年1月8日



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人工智能将帮助农民满足田间劳作的需求,并识别患病植物,从而彻底改变农业。©baranozdemir, iStock

在荷兰的泽兰省,一个机器人在一片种植着向日葵、青葱和洋葱的农田中快速移动。这台机器能自主地、不知疲倦地、日复一日地除草。

“农场机器人”让马克·布吉兹(Mark Buijze)的生活轻松了很多,他经营着一个拥有50头奶牛和15公顷土地的生物农场。Buijze是欧洲农业中为数不多的机器人拥有者之一。

机器人救援

他的电子田间工人使用GPS,而且是多功能的,可以在除草和播种之间切换。只要按一下按钮,Buijze所要做的就是输入坐标,Farmdroid就会从那里获取数据。

他说:“有了机器人,一到两天就能完成除草工作,而如果手工完成,这项工作通常需要四到五名工人,耗时数周。”“通过使用全球定位系统,机器可以确定它在野外的确切位置。”

大约1.2万年前,农耕时代的结束预示着人类生活质量的巨大改善。很少有部门的历史像农业一样丰富,它在几个世纪里随着技术的进步而发展。

然而,在当今时代,农业在遵循人工智能(AI)这一技术趋势方面比其他行业慢。虽然人工智能已经广泛应用于自动聊天机器人、人脸识别、汽车制动和仓库控制等领域,但农业领域的人工智能仍处于发展的早期阶段。

现在,研究的进步正在促使农民接受机器人,因为机器人可以做从满足田间劳作需求到早期检测作物病害的所有事情。

瘦肉和绿色

对于法国农学家伯特兰·皮内尔来说,欧洲的农业将需要更多地使用机器人来提高生产率、竞争力和绿色环保——这是欧盟对这个年产值约1900亿欧元的行业的三大目标。

“劳动力是农业发展的最大障碍之一。”

- Fritz van Evert, ROBS4CROPS

使用机器人的一个原因是需要放弃使用除草剂,采用传统的方法来除草:机械除草,这项任务不仅平凡,而且艰巨和耗时。另一个原因是经常缺少修剪葡萄藤的工人。

皮内尔说:“在这两种情况下,机器人都会有所帮助。”皮内尔是总部位于法国的terena Innovation公司的研发项目经理。这是我们对欧洲农业未来的设想。

皮内尔是欧盟资助的一部分ROBS4CROPS项目。大约有50名专家和16个机构合作伙伴参与其中,该公司正在荷兰、希腊、西班牙和法国的参与农场率先开发机器人技术。

该项目的协调员弗里茨·范·埃弗特(Frits van Evert)说,这一举措相当具有创新性。“以前没有人这样做过。”

在杂草中

荷兰瓦赫宁根大学(Wageningen University)精准农业高级研究员范·埃弗特(van Evert)表示,农业领域的人工智能对于需要全年重复执行的任务,比如除草,看起来很有前景。

他说:“如果你种植土豆这样的作物,通常每年春天播种一次,秋天收割,但每年必须进行6到10次除草。”

此外,还有速度的问题。机器通常比人工作得快。

“有了这个机器人,一切都可以在野外完成。”

- Francisco Javier Nieto De Santos, FLEXIGROBOTS

弗朗西斯科·哈维尔·涅托·德桑托斯,欧盟资助的协调员FLEXIGROBOTS项目中,一个采集土壤样本的机器人模型给他留下了特别深刻的印象。当手工完成时,这种做法需要特别注意,以避免污染,运送到实验室和几天的分析。

德桑托斯说:“有了这个机器人,所有的事情都可以在野外完成。”“它每小时可以采集几个样本,几分钟内就能得出结果。”

他说,这些技术的好处最终将超越农业,通过增加食品的总体供应而惠及普通大众。

不劳动

与此同时,农业机器人的需求可能不是因为它们比任何人都快,而是因为没有人可以做这项工作。

由于俄罗斯今年入侵乌克兰,能源紧张加剧,甚至在2021年通货膨胀率和化肥价格开始飙升之前,欧洲各地的农民就在另一条战线上苦苦挣扎:寻找足够多的田间工人,包括季节工。

“劳动力是农业最大的障碍之一,”范埃弗特说。“如今,农业成本很高,而且很难获得,因为愿意从事农业工作的人越来越少。我们认为,自动驾驶拖拉机等机器人可以消除这一障碍。”

ROBS4CROPS背后的想法是创建一个机器人系统,将现有的农业机械升级,使其可以与农业机器人协同工作。

为了让该系统发挥作用,研究人员必须首先为图像或视频等原始数据贴上标签,然后人工智能才能读取这些标签。

无人驾驶拖拉机

然后,系统利用这些大量的信息做出“智能”决策和预测——例如,考虑笔记本电脑和手机上的自动更正功能。

农业控制员相当于整个操作的“大脑”,根据农民提供的地图或指令中的信息,决定下一步需要做什么,还有多少工作要做,以及在哪里做。

这些机器——自动驾驶拖拉机和配备传感器和摄像头的除草机等智能设备——在工作时收集和存储更多信息,变得“更智能”。

农作物保护

总部位于西班牙的FLEXIGROBOTS公司旨在帮助农民使用现有的机器人完成多种任务,包括疾病检测。

以无人机为例。由于无人机可以从空中发现病害植物,因此可以帮助农民早期发现病害作物,防止更大范围的虫害。

德桑托斯说,如果不能在早期发现疾病,你可能会损失一整块地的产量,甚至一整年的产量。唯一的选择就是移除受感染的植物

例如,目前还没有针对霉菌的治疗方法,因此早期识别并清除患病植物是至关重要的。

De Santos说,汇集信息是使整个系统更加智能的关键。与机器人共享无人机收集的数据,或将信息输入模型,可以扩展机器的“智能”。

尽管农学家皮内尔并不认为农业将永远完全依赖机器人,但他确信机器人会带来革命性的影响。

他说,未来,我们希望农民可以在田里放几个小机器人,让它们整天工作。

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本文最初发表于《地平线》,欧盟研究与创新杂志




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