农业机器人来了!

在农业发达国家,机器人似乎已经成为智能时代的新趋势。世界上许多农场已经投入使用效率比农场工人高得多的机器人。

农业机器人是一种机器,是机器人在农业生产中的应用。它是由不同的程序软件控制,能适应各种作业,能感受和适应作物种类或环境的变化,具有检测(如视觉)、演算等人工智能的新一代无人自动作业机械。

一.发展

农业机器人出现后,发展迅速。在许多国家,农业机器人的研发中出现了多种类型的农业机器人。目前日本居世界第一。进入21世纪后,新型多功能农业机器人得到广泛应用,智能机器人将越来越多地在广阔的领域取代人工,第二次农业革命将进一步发展。。与工业机器人不同,它是一种新型多功能农业机械。农业机器人的广泛应用改变了传统的农业劳动模式,减轻了农民的劳动力,促进了现代农业的发展。

第二,分类

1,施肥机器人

美国明尼阿波利斯一家农业机械公司的研究人员推出的这款机器人独一无二。会从不同土壤的实际情况出发,适当施肥。其精确计算合理减少了施肥总量,降低了农业成本。由于科学施肥,地下水质量得到了改善。

2.田间除草机器人

德国农业专家利用计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术,研制出一种能准确给杂草施用除草剂的机器人。首先,农业工人带领机器人在田间行走。当它到达有许多杂草的地块时,它的GPS接收器将显示坐标地图,以确定杂草的位置。农业工人首先在现场将这些信息按顺序输入便携式计算机,然后在返回田间后将上述信息和数据输入拖拉机上的计算机。当他们将来开着拖拉机进入田间耕作时,除草机器人会密切监视行进位置。如果你来到杂草区,它的车载杆式喷雾机的相应部分会立即启动,让化学除草剂准确地喷洒到需要的地方。

3、菜地除草机器人

英国科技人员研发的菜地除草机器人,利用摄像头和电脑组合装置,识别杂草、蔬菜和土壤的图像,利用摄像头扫描和电脑图像分析,逐层推进除草作业。可以全天连续作业,除草时对土壤没有任何侵蚀和破坏。在此基础上,科学家们还打算研究配套的除草机械来替代除草剂。收割机器人美国纽荷兰农业机械公司投资250万美元开发了一种多用途自动联合收割机器人,由著名机器人专家里德·惠特克主持设计工作。他曾经成功地为航天飞机制造了一个特殊的机器人,可以用来监测地面变形,预测地震和探测火山爆发的迹象。惠特克研发的全自动联合收割机器人非常适合在美国一些专属农业开垦区规划良好的农田大面积收割农作物,一些高产田的产量是普通农田的十倍以上。

4、采摘柑橘机器人

西班牙科学家发明的机器人由一台带有计算机的拖拉机、一个光学视觉系统和一个机械手组成。它可以从橘子的大小、形状、颜色来判断橘子是否成熟,决定是否可以采摘。它的工作速度非常快,每分钟采摘60个橙子,手动只采摘8个左右。此外,柑橘采摘机器人可以通过装有摄像机的机械手,将采摘的柑橘立即根据大小进行分类。

5.采摘蘑菇的机器人

英国是世界上盛产蘑菇的国家,蘑菇栽培已成为第二大园艺作物。据统计,每年蘑菇采摘量为110000吨,利润非常可观。为了提高采摘速度,让人们逐步摆脱这种繁重的农活,英国西尔索农业机械研究所研发了一种蘑菇采摘机器人。配有摄像机和视觉图像分析软件,用于识别采摘的蘑菇数量和属于哪个等级,从而确定操作程序。蘑菇采摘机器人在机器上用红外测距仪测量田间蘑菇的高度后,真空吸柄会自动伸向采摘部位,根据需要弯曲扭动,将采摘的蘑菇及时放入下面的输送机。它每分钟可以采摘40个蘑菇,比人工快一倍。

6.水果分拣机器人

在农业生产中,对各种水果进行分拣和分类是一项必不可少的农活,往往需要大量的劳动。英国西尔索农业机械研究所的研究人员开发了一种结构耐用、操作简单的水果分拣机器人,使水果分拣实现了自动化。它采用光电图像识别和升降分拣机械组合装置,可在潮湿和泥泞的环境中工作。它可以区分大番茄和小樱桃,然后将它们分类装运。它还可以在不刮伤水果表皮的情况下对不同大小的土豆进行分类。

7.番茄收获机器人

日本番茄收获机器人使用彩色CCD摄像机作为视觉传感器,根据RGB分量区分水果和茎叶。

8.草莓采摘机器人

日本国家农业和食品研究所发明了一种可以采摘草莓的机器人。机器人配备了一组摄像头,可以准确捕捉草莓的位置,配套软件可以保证机器人根据草莓的红度采摘成熟的草莓。虽然这个机器人目前只能采摘草莓,但是通过修改程序,可以让机器人采摘其他水果,比如葡萄和西红柿。机器人摘一颗草莓需要9秒钟。如果广泛使用并能保持采摘效率,可以为农民节省40%的采摘时间。

三、为什么会出现农业机器人?

在美国、日本等国家,农业人很少说话。随着农业的规模化、多样化、精细化,用工荒现象越来越明显。现实中很多作业项目都是劳动密集型的工作,再加上季节性要求,劳动力严重不足。为了解决这个问题,农业机器人应运而生。

四、农业机器人的特点

◆ (1)农业机器人工作对象的精细度

生物具有脆弱、易受伤害的特性,必须小心、温和地对待和处理。而且种类多,形状复杂,在三维空间的生长发育程度各不相同,互不相同。

(2)农业机器人的非结构化工作环境

因为农作物是随时间和空间变化的,所以机器人的工作环境是多变的、未知的、开放的。农作物的生长环境不仅受园地、倾斜度等地形条件的制约,还直接受季节、大气、时间等自然条件的影响。这就要求生物农业机器人不仅要具备与生物体灵活性相对应的加工能力,还要能够适应多变的自然环境。要求农业机器人在视觉、知识推理和判断方面具有相当的智能。

◆(3)农业机器人操作的复杂性。

农业机器人通常同时工作和移动。农业田间行走不是连接起点和终点的最短距离,而是具有范围窄、距离长、覆盖整个田面的特点。

◆ (4)农业机器人的用户

农业机器人的使用者是农民,而不是具有机械和电子知识的工程师,因此农业机器人必须具有可靠性高、操作简单的特点。

(5)农业机器人的价格特征

工业机器人所需的大量投资由工厂或工业集团支付,而农业机器人主要是个体经营。如果不是低价,就很难普及。

在农业生产中使用机器人有很多好处:可以提高劳动生产率;解决劳动力不足的问题;改善农业生产者的安全和健康环境;提高工作质量等。

动词 (verb的缩写)农业收获机器人的发展现状

农业机器人出现后,发展迅速。在许多国家,农业机器人的研发中出现了多种类型的农业机器人。如今,新型多功能农业机器人已被广泛应用,智能机器人将越来越多地取代人工,在广阔的田野里完成各种农活。

◆ 1.国外农业机械的现状

目前,农业发达国家对果蔬收获机器人的研究已经取得了很大进展,但离实用化和商业化还有很大距离。法国是最早研究水果采摘机器人的国家之一。近年来,日本在收割机器人的研究方面进展迅速,但并未真正实现商业化。荷兰收割机器人的研究工作也领先于很多国家,但研究的果蔬种类并不多。

目前,收割机器人还没有真正应用,主要是因为:

1)水果的识别率和采摘率不高,但破损率高;

2)果实平均采摘期较长;

3)收割机器人制造成本高。

◆ 2.国内农业机械现状

中国是一个发展中的农业大国,农业问题始终是关系中国经济社会发展的根本问题。

但我国农业机器人在精度、效率、稳定性等方面与国外仍有一定差距。

随着新的农业生产模式和新技术的应用,机器人将越来越多地应用于农业生产。在农业中使用机器人是一种质的提高劳动生产率的新方法,也是农业机械产品技术发展的标志。

然而,由于农业生产的季节性、农产品的价格和农业作业的复杂性,对农业机器人的性价比和智能性提出了更高的要求,成为制约农业机器人研究和应用的瓶颈问题。因此,农业机器人技术将是新世纪的重点研究内容之一。