农业机器人的春天来了吗

辽东信息港 刘 欣2019-09-05 11:45:31
浏览

“虽然农业机械化水平已经比较高,但是农机的作业环境依然比较恶劣,劳动强度也比较大,而且对农机操作人员的驾驶水平要求比较高。”江苏大学教授魏新华说,“由于操作人员技术水平的差别,农业作业质量也差别较大。”

农业机器人是农业智能化装备的一种,能够利用多传感器融合、自动控制等技术,让自然环境下作业的农业装备实现自动化、智能化生产。农业机器人种类丰富,包括大田作业机器人、温室机器人、林业农业机器人、畜牧农业机器人、水产农业机器人等。

虽然能够自动识别边界和固定障碍物的系统尝试解决这一难题,但是实际作业过程中又发现了新问题。该系统的田头作业不尽如人意,尤其是在不规则田块中作业存在比较大的难度。调试好的无人农机在移到另一区域作业时,也暴露出土壤及地表状况适应性差的问题。

除了解放人力,无人农机还有何优势?魏新华表示,无人农机采用按需精准变量作业,提高化肥农药的利用率。另外,无人农机搭载的作业环境现场感知技术,可以根据土壤、环境和作业对象的实时情况,以及机器的作业状态,让机器始终处于接近满负荷的最佳作业状态,提高作业效率,保证作业质量。最重要的是,无人农机作业过程中还实现了信息收集和远程存储。

农业机器人的春天来了吗

美国研究公司Tractica的一份报告预测,到2024年底,全球农业机器人的年出货量预计将达到594000台,农业机器人市场的年收入将超过740亿美元。

当前,农业生产中,人工成本已经超过整体成本的一半。在这种背景下,如何降低人工成本逐渐成为农业生产关注的热点问题。

农业生产对生产人员提出更高要求,与此同时,传统农民正在减少。据统计,“十三五”期间,我国约有1.2亿人口进入城镇。

但在赵春江看来,我国对机器人的研究整体比较弱,前期的创新研究积累不够,将导致后期产业化“底气”不足,无人农场终究是纸上谈兵。

?

日前,李伟研究团队取得突破性进展,研发出非结构环境智能双目视觉系统。该系统能够在农田、果园等自然环境下,识别光照、时空,动态采集,高速实时传输数据。该系统已经在采摘机器人、除草机器人、割胶机器人等农业机器人方面展开实验与验证。

以大田作业为切入口

?

来自农业农村部的数据显示,我国田间平均机械化作业水平达到63%,而江苏、黑龙江等全国粮食主产区已经突破80%。

“未来的农场很可能是无人农场,农业机器人编组后,互相联系,协同作业。”魏新华预言。

越来越多的耕地依靠集体经营、规模化生产。目前,我国40%的耕地由270万个农业新型经营主体耕作,农业生产开始依靠合作社、家庭农场、牧场、种植业和养殖业大户、龙头企业等新型经营主体。

她举例说,黄瓜采收机器人在摘黄瓜的过程中,首先得找到目标。但是每个黄瓜长得都不完全一样,并且还有枝叶的遮挡,机器人找到黄瓜、定位、伸手、采摘的过程不顺畅,这大大影响了机器人采摘过程的速度。

事实上,农业机器人的应用已经展开。魏新华介绍,目前我国农业机器人的推广,主要集中在大田作业中自动驾驶农机、农业植保无人机等的应用。大田无人农机已经能够替代人工,实现自动驾驶、工作环境监测、农业决策以及其它具体操作。

春天的到来都要经历寒冬的考验。对于农业机器人来说,这场寒冬就是机器人研发使用过程中的一个个科研难题。

魏新华说:“农业机器人的研制是不断发现问题、解决问题的过程。”他举例,此前,无人农机作业过程中农田边界的识别是困扰研究人员的难题。无人农机无法识别农田边界,作业之前需要人工驾驶无人农机获取田块的四个顶点,非常耗时。