農(nóng)業(yè)機器人是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中運用人工智能、機械和自動化技術(shù)的機器人,已逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。
隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進和科技的發(fā)展,越來越多的農(nóng)業(yè)機器人開始出現(xiàn)在人們的視野中。在近日于北京舉辦的2023世界機器人大會上,中國工程院院士趙春江表示,農(nóng)業(yè)機器人正在從一般性的自動化設備,向著具有高度智能的機器人方向轉(zhuǎn)變,從通訊控制到末端執(zhí)行器操作等各個方面,都在實現(xiàn)技術(shù)迭代。
為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來諸多積極影響
“如今老齡化問題嚴重,農(nóng)業(yè)面臨著人手短缺等問題,而農(nóng)業(yè)機器人面向農(nóng)業(yè)場景,可實現(xiàn)精準感知、自主決策、智能控制、自動執(zhí)行!壁w春江說,經(jīng)歷技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)機器人如今可以進行農(nóng)田作業(yè)軌跡建圈,作物行識別、避障,也可以進行多機通訊、多部件通訊、生產(chǎn)信息通訊、決策信息通訊。此外,農(nóng)業(yè)機器人還可以進行目標識別、生產(chǎn)預測任務決策、故障診斷。
趙春江提到,從執(zhí)行層面看,農(nóng)業(yè)機器人可以精準對靶、柔順操作人機交互、動態(tài)伺服,也可以強化學習、性能優(yōu)化提升,遠端調(diào)度。其也可以進行多任務協(xié)同、例如多機和執(zhí)行器的協(xié)同、時間、空間匹配,以及在視覺,激光雷達,超聲接觸力、角度及流量上,對農(nóng)業(yè)予以幫助。
專家表示,農(nóng)業(yè)機器人的運用一方面可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式通常需要大量人力資源,而農(nóng)業(yè)機器人的應用可以替代部分人力勞動,減輕農(nóng)民的勞動強度。農(nóng)業(yè)機器人還能夠通過精準操作和數(shù)據(jù)分析,提高種植、采摘、喂養(yǎng)、收割等環(huán)節(jié)的效率,從而提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
舉例來說,去年11月,西北農(nóng)林科技大學(以下簡稱“西北農(nóng)大”)機械與電子工程學院楊福增教授團隊研發(fā)的蘋果雙臂采摘機器人,完成了果園實地試驗,成為全國高校第一臺蘋果雙臂采摘機器人。公開文獻資料顯示,相較于美國華盛頓州立大學的蘋果采摘機器人,目前西北農(nóng)大的蘋果采摘機器人在多方面實現(xiàn)了趕超:一是識別時間快,華盛頓州立大學是1.5秒,西北農(nóng)大為0.015秒;二是采摘方式靈巧,華盛頓州立大學采用拉拽分離,西北農(nóng)大則采用仿生旋轉(zhuǎn)拉拽,能耗;三是采摘手臂多,西北農(nóng)大成功創(chuàng)制的雙臂蘋果采摘機器人,兩臂協(xié)同,大大提高了整機采摘效率。
另一方面,農(nóng)業(yè)機器人的運用也可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式需要投入大量的人力、物力和資金,而農(nóng)業(yè)機器人的運用可以使農(nóng)民節(jié)省資源和成本。農(nóng)業(yè)機器人可以實現(xiàn)自動化操作,減少人為因素帶來的錯誤和損失,提高農(nóng)產(chǎn)品的利潤率。
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國蘋果、梨、桃等采摘作業(yè)約占整個生產(chǎn)過程作業(yè)量的40%,占總生產(chǎn)成本的50%—70%。雙臂蘋果采摘機器人的出現(xiàn),使果園采摘從“梯子+籃子”的傳統(tǒng)模式邁向機器人自主協(xié)同作業(yè)方式,采摘人工成本將大大降低。
趙春江說,目前全球農(nóng)業(yè)機器人市場發(fā)展非常快,且每年都在持續(xù)增加,目前全球大概有70萬個不同智能程度的農(nóng)業(yè)機器人。值得一提的是,近5年來,我國農(nóng)業(yè)機器人需求量保持38.6%的增長。
推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型
隨著人工智能站上風口,農(nóng)業(yè)也將成為該技術(shù)落地的重要商業(yè)化場景,以人工智能技術(shù)構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)體系和模式將成為大勢所趨。
在上海市金山區(qū)亭林鎮(zhèn)的點甜機器人智慧農(nóng)場,大田系列農(nóng)業(yè)AI機器人行駛在田間地頭,旋耕、起壟、灑水、播種……只要工程師通過手機發(fā)出操作指令,它們就能各司其職,保質(zhì)保量完成農(nóng)耕任務。
在經(jīng)濟效益方面,人工智能技術(shù)前景可期!爸悄軝C器人不僅節(jié)省生產(chǎn)成本,操作簡單容易上手,更利于產(chǎn)品的溯源和綠色有機認證,實現(xiàn)零碳排放,經(jīng)濟效益生態(tài)效益雙豐收!鄙虾|c甜網(wǎng)絡科技有限公司總經(jīng)理王金悅說。
政策也在引導農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展!丁笆奈濉睓C器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,研制果園除草、精準植保、果蔬剪枝、采摘收獲、分選等農(nóng)業(yè)機器人。此外,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中央網(wǎng)絡安全和信息化委員會辦公室印發(fā)《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃(2019—2025年)》,要求加快農(nóng)業(yè)人工智能研發(fā)應用。實施農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展戰(zhàn)略,研發(fā)適應性強、性價比高、智能決策的新一代農(nóng)業(yè)機器人,加快標準化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
人工智能是智慧農(nóng)業(yè)的新機遇嗎?多位專家表示,隨著人工智能技術(shù)的日益進步,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勢必會走向智能化、無人化。
人工智能行業(yè)分析人士郭濤表示,人工智能技術(shù)為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)注入新的活力,在農(nóng)作物種植管理、病蟲害預測和防治、農(nóng)業(yè)機械自動化、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測等成熟領域全面應用,不斷提高傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量。
值得注意的是,人工智能目前在智慧農(nóng)業(yè)領域的應用尚存在商業(yè)化難、技術(shù)穩(wěn)定性不足、政策規(guī)范缺乏、規(guī);潭炔粔虻入y點!叭斯ぶ悄芗夹g(shù)引入成本較高,商用化還需要時間!比(lián)并購工會信用管理委員會專家安光勇認為,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎較薄弱,引入人工智能技術(shù)的設備、軟件和培訓等成本較高,中小規(guī)模農(nóng)企或農(nóng)戶難以負擔。此外,人工智能還存在技術(shù)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)隱私與安全、用戶體驗等方面的問題。農(nóng)業(yè)領域的復雜性也增加了應用難度。
“政策方面尚缺乏完善的法規(guī)和標準,農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展的規(guī)范性不足。相關(guān)政府部門需要出臺更加明確和有針對性的政策,鼓勵和支持農(nóng)業(yè)智能化技術(shù)的研發(fā)和應用!敝袊鴶(shù)實融合50人論壇智庫專家洪勇表示,農(nóng)民和農(nóng)業(yè)從業(yè)者對于人工智能技術(shù)的了解和接受程度有限,需要通過培訓和推廣活動提高他們對于智能農(nóng)業(yè)的認知和使用技能。
人工智能發(fā)展迅速,未來將會應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面。“目前我國農(nóng)業(yè)的數(shù)字化、智能化水平不高,受限于土地流轉(zhuǎn),規(guī)模化、集約化程度較低,大農(nóng)場較少,人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應用還不夠廣泛,但是發(fā)展速度一定會很快!睂<冶硎,目前從中央到地方已經(jīng)在推廣無人農(nóng)場、智慧農(nóng)場等技術(shù),許多經(jīng)濟發(fā)達省份已走在前列,為全國作出了示范。
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