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外国农业机器人究竟逆天到什么地步

发布时间:2017-01-20 00:00 编辑:小编 点击次数:

最近,由悉尼大学Sukkarieh教授带领的研究团队开发出瓢虫农场机器人。该机器人首次实地作业,在新南威尔士州一片种植洋葱,甜菜和菠萝的农场上进行。Sukkarieh教授称,机器人能够实现自动化驱动,在每列田地间自如运作。收集感应器数据,包括激光,摄像头,高光谱镜头等,通过提供有价值的信息帮助种植者们了解他们农场的作物状态。

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据了解,随着近年来国内外对农业机器人研究与开发的重视,目前已研发出多种农业机器人。根据解决问题的侧重点不同,农业机器人大致可以分为两类:一类是行走系列农业机器人,主要用于在大面积农田中进行作业;另一类机械手系列机器,主要用于在温室或植物工场中进行作业。

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日本是农业机器人研究最早、同时也是市场发育最为成熟的国家之一。目前,日本已研制出育苗机器人、扦插机器人、嫁接机器人、番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜采摘机器人、农药喷洒机器人、施肥机器人和移栽机器人等多种农业生产机器人,在理论与应用方面都居世界前列。

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同日本比,由于领土广阔及自身先进的工业技术,美国研究的重点在于行走式农业机器人,在理论与技术上都比较成熟。典型代表是美国新荷兰农业机械企业发明的多用途自动化联合收割机器人,很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼。

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其他国家农业机器人研究与应用方面比较有代表性的有:澳大利亚发明的牧羊犬机器人,它能在农场上代替传统的放牧劳力;德国农业专家采用计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术,研制出可准确施用除草剂的除草机器人,法国发明的专门服务于葡萄园的机器人几乎能代替种植园工人的所有工作,包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、监控土壤和藤蔓的健康状况等。

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西班牙发明的采摘柑橘机器人,能够依托机器视觉技术从桔子的颜色、大小判断出是否成熟并控制机械手进行采摘;英国西尔索研究所开发的采蘑菇机器人可以确定哪些蘑菇可以采摘以及属于哪种等级,然后测出其高度以便进行采摘;法国研制的分拣机器人能在潮湿肮脏的环境里工作,把大个番茄和小粒樱桃加以区别,然后进行分装。

与国外相比,中国农业机器人研究与开发方面尚处于起步阶段。目前我国已开发出的农业机器人有:耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等。

中国农业大学研制的摘黄瓜机器人利用多传感器融合技术,对采摘对象的成熟度进行判别,并确定收货目标,引导机械手来抓取黄瓜,再用刀片切割瓜藤;嫁接机器人实现了营养钵苗的供苗、切苗、嫁接和排苗的自动化作业,可广泛用于黄瓜、西瓜、甜瓜等菜苗的嫁接;北京农林科学院研发的草莓采摘机器人可以自主搜索、识别和采摘成熟草莓果实,不仅可为草莓采摘降低人工成本,还可减轻工作强度。

中科院合肥智能机械研究所的研究报告称,虽然农业机器人研究已取得很大进展,但目前农业机器人距实用普及还有很长一段距离。推广与普及的主要瓶颈有两点:一是农业机器人制造成本问题,二是农业机器人智能化程度问题。

目前研制出来的农业机器人大都只针对农业生产某一环节的某一项作业而言,农业生产的特征之一是季节性强,造成了农业机器人的使用效率低,间接地增加了农业机器人的成本。其性价比不能满足市场的需要,成为制约农业机器人商业化和进一步研究应用的瓶颈问题。比如采摘机器人,由于草莓、黄瓜等经济作物生产的季节性,如果采摘机器人只能用于一种农作物的采摘,那么该机器人一年工作的时间有限。由于只有当农业机器人的生产成本低于人工收获成本时,农业机器人才能得到推广,这无疑对农业机器人的成本控制提出了较高的要求。

同工业机器人或者其他领域机器人相比,农业机器人工作环境多变,以非结构环境为主,工作任务具有极大的挑战性。因此,一般而言,农业机器人对智能化程度的要求要远高于其他领域机器人。现阶段欧美等国的农业工程领域的专家纷纷把研究重心从机械部分转向机器视觉、人工智能方面,力图解决农业机器人的智能问题。

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