由机器人技术的进步引领的农业技术革命似乎

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由机器人技术和传感技术的进步引领的农业技术革命似乎将扰乱现代实践。

几个世纪以来，随着农民在追求更高产量的过程中采用了更多的技术，“更大更好”的信念已经成为农业的主导，使小规模的经营变得不切实际。但机器人技术和传感技术的进步有可能破坏当今的农业综合企业模式。“智能机器人有可能改变农业的经济模式，因此再次成为小型生产者变得可行。

二十一世纪的机器人和传感技术有可能解决农业本身的问题。“我相信，通过迁移到机器人农业系统，我们可以使作物生产显着提高有用功和可持续性，”英国工程师说。在致力于水果和蔬菜生产的温室中，工程师们正在探索将自动化作为降低成本和提高质量的一种方式。目前正在测试监测蔬菜生长的装置以及机器人采摘器。对于畜牧业者来说，传感技术可以帮助管理动物的健康和福利正在开展工作以改善土壤质量的监测和维护，以及消除害虫和疾病，而不采取滥用农药，虽然其中一些技术已经上市，但大多数技术都处于实验室和衍生公司的研究阶段。布莱克莫尔说：“大型机械制造商并没有将资金用于制造农业机器人，因为它违背了他们目前的商业模式。”研究人员是越来越多的科学家的一部分，他们计划改革农业实践。如果他们成功了，他们将改变我们永远生产食物的方式。可以利用技术将食品生产翻番

成熟的采摘

荷兰以其水果和蔬菜种植温室的效率而闻名，但这些业务依赖人们采摘农产品。荷兰农业工程师表示，“人类仍然比机器人更好，但是自动收割需要付出很多努力。”他正在研究一种甜椒收割机。挑战在于快速准确地识别辣椒并避免切割植物的主茎。关键在于快速，精确的软件。“我们正在用机器进行深度学习，因此它可以快速解读彩色摄像机的所有数据，“我们甚至将常规街景中的数据提供给神经网络以更好地训练它。”

在英国，格林开发了一种草莓收割机，他说可以比人类更快地采摘水果。它依靠RGB摄像机的立体视觉来捕捉深度，但它的强大算法使它能够每两秒钟挑一个草莓。格林估计，人们每分钟可以选择15至20分钟。“我们在物理实验室的合作伙伴已经解决了这个问题两年了，但是后面头脑风暴并且破解了它，”格林说，并补充说这个解决方案太商业敏感而无法分享。他认为有监督的机器人团队可以在五年左右进入草莓采摘者的行列。一家分拆公司，将该技术商业化。食品生产商需要能够采摘各种蔬菜的机器人。例如，西红柿的各种形状，大小和颜色使它们成为一项艰巨的挑战，尽管已经有一个机器人可以从植物中去除不需要的叶子。

寻求效率的另一个关键因素是时机。过早采摘是浪费的，因为你错过了增长，但是在存储时间星期六日采摘太晚了。位于德国生物经济研究所的精确农业工程师正在将传感器连接到苹果上，以检测它们的大小，以及叶绿素和花色素苷的含量。将数据输入算法以计算发育阶段，并且当采摘时机成熟时，通过智能手机提醒种植者。

到目前为止,传感器放在梨，柑橘类水果，桃子，香蕉和苹果上.她准备在今年晚些时候在商业番茄温室和苹果园开始田间试验。她还在为樱桃种植者开发智能手机应用程序。该应用程序将使用种植者采取的樱桃照片来计算增长率和质量得分。种植新鲜水果和蔬菜是保持高质量，同时降低成本。“如果你可以安排收获以达到好的水果开发，那么你可以获得经济效益和质量效益，

消灭敌人

尽管施用了约万吨农药，但每年仍有20-40％的全球作物产量损失到病虫害中。智能设备，例如机器人和无人机，可以允许农民通过更早地发现农作物敌人来减少农业化学品的使用，例如，允许精确的化学施用或除害虫。“市场要求含有较少除草剂和杀虫剂的食品，质量更高，工程师于年为拖拉机设计并申请了专利。“机器人可以应对这一挑战。”

“我们预测用无人机或多光谱相机安装的无人机将在农民起床前每天早上起飞，并确定在田间哪里有害虫或问题，”格林说。除了可见光之外，这些摄像机还能够从电磁频谱的不可见部分收集数据，这些数据可以让农民在确定疾病之前查明。卡内基梅隆大学的科学家们开始测试高粱的理论，高粱是非洲许多地区的主食，也是美国潜在的生物燃料作物。

农业数据分析公司，提供使用近红外图像的无人机和软件，用于绘制大片土地中不健康植被的斑块。图像还可以揭示潜在的原因，例如灌溉问题。该公司处理来自50多个农作物领域的无人机数据。它现在正在利用机器学习来训练其系统以区分作物和杂草，并希望能够为生长季节做好准备。作物科学家说：“我们将能够通过警报向种植者发出警告，说明你的田地里，这里和这里都有杂草生长。”

现代技术可以自动消除害虫并更好地瞄准农药，这将减少对野生生物的附带损害，降低抵抗力并降低成本。“我们正在与一家热衷于使用无人机从空中应用的农药公司合作与其喷洒整个农田不同，农药可以按需要的数量送到正确的地方。农药使用的潜在减少令人印象深刻。

根据悉尼大学澳大利亚现场机器人中心的研究人员的说法，有针对性地喷洒蔬菜使用了常规毯式喷洒中使用的除草剂体积的0.1％。他们的原型机器人被称为RIPPA（智能感知和精确应用机器人），并用定向的微量液体射击杂草。哈珀亚当斯的科学家们正在走得更远，测试一个机器人，通过用激光在农作物附近爆破杂草来完全消除化学物质。“摄像机确定了杂草的生长点和我们的激光器，它只不过是一个集中的热源，将其加热到95°C，因此杂草会死亡或进入休眠状态，”布莱克莫尔说。

硅土救星

耕地农民富有的资源是土壤。但是大型收割机损坏和土壤紧凑，氮肥等农用化学品的过度使用对环境和农民的底线都是不利的。机器人和自动机器可以提供帮助。

来自无人机的数据被用于更智能地施用氮肥。“健康的植被比不健康的植被反射更多的近红外光。多光谱图像上红色与近红外波段的比率可用于估计叶绿素浓度，因此可绘制生物量图，并查看天气或害虫受损后需要施肥等干预措施。当提供这种无人机调查的技术公司，他们发现在3个年内，在个油菜田农民每公顷平均使用的氮肥比没有调查数据的平均少34公斤。这平均每公顷每年节省欧元（美元）。

一开始由德国的科学家团队开发的汽车大小的机器人-可以使用各种传感器和模块测量土壤质量的其他指标，包括湿度传感器和针入度计，用于评估土壤压实。根据农业技术专家的说法，可以采集土壤样品，将其液化并进行分析，以精确定位pH和磷含量等实时特征。悉尼大学较小的RIPPA机器人还可以通过测量土壤电导率来检测影响作物生产的土壤特性。

土壤测绘打开了在一个田地中播种不同作物品种的大门，以更好地匹配土壤性质变化，例如水的可用性。加拿大萨斯卡通全球食品安全研究所的首席执行官莫里斯莫利尼说：“你可以差异地种植田地，例如，在更多的沙地上种植深根大麦或小麦品种。”同时种植多种作物也可以更智能地使用农用化学品。“自然强烈反对单一栽培，这是我们必须使用大量除草剂和杀虫剂的一个原因，”范亨滕说。“这是为了充分利用资源。”

混合播种将挑战农业智慧的公认支柱：规模经济和农业机械的庞大意味着单一作物的广阔领域是挺有效的耕作方式，机器越大，过程效率越高。一些收割机重达60吨，比高端跑车的成本更高，并留下了可以持续多年的土壤压实痕迹。

但如果农民不需要驾驶机器，则不再需要一个覆盖尽可能多的区域的大型车辆。“一旦你移除人体成分，尺寸也无关紧要了，”范亨滕说。小型自主机器人使混合种植成为可能，不会破坏土壤。

研究人员开始了一公顷大麦的概念验证实验。“我们计划从头到尾种植和收获整个作物，没有人进入田间，”格林说。该实验将使用现有的机械设备，例如拖拉机，这些机械设备是自主的，而不是新的机器人，但他们的目标是将此试验期间开发的软件用作未来专用机器人的大脑。“机器人可以促进一种新的农业方式，”范亨滕说。许多这些颠覆性技术尚未准备好迎接黄金时期，但革命即将到来。