自動導航結合傳感器、機器人技術和人工智能，幫助精準農業執行自動收獲任務。圖片來源 ：RIA
作者 | Tanya M. Anandan
智能機器人和人工智能有助于緩解農業勞動力老化和人員緊缺的問題， 并帶來更高的生產效率和更可持續的發展。
農業可持續性是一個關乎人類的問題。但是，拯救人類的可能是機器人。當前，農業生產面臨勞動力老化嚴重的問題，新一代工人尋求更少的勞動強度，導致人員短缺，而自動化技術和人工智能（AI）將有助于緩解這些問題帶來的影響。自動駕駛農業機械和自主無人機的出現，意味著農民可以花更多的時間專注于更可持續的收成和利潤。數據挖掘和預測分析變得更普遍，使農民能夠做出更好的決策，最大化資源利用并優化產量。
機器人和機器學習正幫助促進新的、更具可持續性的農業生產方法的發展，這些方法將農業納入其中以節省資源，減少化學藥品并縮短上市時間。種植戶、溫室和垂直農場提供了更具可持續性、更新鮮的選擇，全世界的人們應該能夠吃得更好、更干凈、更健康和更實惠。農場正在變得更高科技，信息更靈通，并有能力以更少的資源生產更多的產品。
精密傳感器和機器視覺
John Deere 公司是農業、建筑和林業機 械的全球制造商，年銷售額達 374 億美元。這家位于 Moline 的公司提供創新的農機產品和服務，幫助以土地為生的人。該公司推出的 Deere S700 系列聯合收割機采用了最新的智能谷物收割技術。
“它實際上是利用圖像來識別單個玉米粒何時受損的，”Deere 精密農業集團自動化策略負責人 Joel Hergenreter 特說 ：“機器人技術人員知道如何調整聯合收割機，確保各個玉米粒不會被損壞。”
▎直觀的觸摸屏顯示，使大量實時數據和分析工具觸手可及，使操 作員可以在田間移動時監視、調整機器并從機器中學習。
該系列大噸位聯合收割機具有機載機器人和 AI 技術。Deere 自 2003 年以來就一直關注自主導航領域。自推出 AutoTrac 以來， Deere 配置了機械傳感器和視覺傳感器（攝像機）來識別作物行，并確保噴霧器和收割機可以在行間行駛，不會損壞農作物。傳感器融合用于接收來自 GPS 接收器、機械傳感器和視覺傳感器的信號，以實現自動轉向。Hergenreter 說，該公司的大多數大型農業設備都具有“自動駕駛能力”，精確度可達到英寸級，運行速度提高 50％。
在某些應用中，Deere 采用人工智能技術使得除草劑的消耗量只有以前的 10％。“機器每 50 毫秒處理一張圖像，” Hergenreter 說，“并將其與容量為 30 萬的圖片庫進行比較，僅針對雜草。
自主機器人采摘
2018 年成立的 Root AI 公司，致力于使用傳統的專有機器人硬件以及先進的軟件，來擴展工業機器人增值領域。農業機器人技術通常涉及定制 設備，這些設備專注于特定任務或特定類型的農作物。Root AI 讓模塊化協作機器人在農場工作，并配 置了人工智能功能。該公司推出的智能機器人收割系統 Virgo，是可 以運行在移動平臺上的標準工業級協作機器人，它配置了計算機視覺，以及用于抓取各種新鮮農產品的定制手臂末端工具 (EOAT) 和機載智能，使該裝置能夠在田間進行靈巧的工作。
▎軟驅動抓手可處理供應鏈中各種尺寸和形狀的食物。
聯合創始人兼首席執行官 Josh Lessing 表示，Root AI 專注于人工智能技術和算法的最新進 展，特別是在復雜環境中尋找單個物體的計算機視覺軟件，結合云通信和機器學習，使機器人能夠在復雜的現實世界環境中進行工作。
在美國的一些大型商業溫室中，Virgo 機器人被應用于采摘成 熟西紅柿的測試。其它特種作物也需要大量熟練、靈巧的勞動力。多變性使自動化技術的應用面臨挑戰性。
“通過跟蹤特種作物行業最大的未得到滿足的需求之一，我們引起了人們的關注。” Lessing 說 ：番 茄收入中的30％至40％要用于支付人力成本。采摘工作對體力的要求非常高，而且季節性很強，并且 “尋找勞動力來滿足需求的能力正在日益受到考驗。”
靈活抓取提升效率
軟性機器抓手制造商 Soft Robotics 公司的首席執行官 Carl Vause 表示，由于勞動力短缺和流 程效率低下，那些無法及時進入市場的農產品和其它易腐爛的食品就會被浪費掉。Soft Robotics 推出的軟性機器抓手在多變的應用中具有很高的優勢，例如在電子商務、 商店補給和交付、按尺寸和形狀分類的產品、膳食套件以及高混合 / 大批量制造的產品，如化妝品和消費品等。這款機器抓手與機器視覺相結合，可以定位生菜頭和自動刀片，以將生菜頭與莖部分開，從而幫助種植者收獲不同種類的生菜和其它綠葉蔬菜。
▎先進的視覺感應、人工智能和定制的末端工具，使協作式 SCADA 機器人可 以直接從葡萄藤上摘取成熟的葡萄。
隨著農場學會像精益工廠一樣運作，機器人技術和人工智能將迎接挑戰。高科技、更清潔和豐富的數據，正在為可持續發展的智慧農業未來打好基礎。
關鍵概念：
■ 機器人技術和農業食品安全 ；
■ 大數據和機器人幫助工業工人收獲農作物 ；
■ 機器學習可幫助機器人抓食物。
思考一下：
機器人如何改善您的應用？
