從播種到準確摘取水果和蔬菜,智能機器人可以幫助發展中國家實現農業機械化。
印度等發展中經濟體面臨的一個主要挑戰是過度依賴農業等第一產業經濟活動中的就業。隨著工業4.0時代的到來,農業機器人可以大幅提高生產力,因為人們不斷遷往城市從事高附加值活動。
下面是印度和美國的就業及其對國內生產總值(GDP)的貢獻的比較。在美國,農業只雇用了1.4%至1.5%的勞動力,而它對國家經濟的貢獻率約為5%。相比之下,印度的農業雇用了大約42%至43%的勞動力,而該部門對印度國內生產總值的貢獻率為20%。
從中得到的關鍵啟示是,盡管像美國這樣的發達國家在農業方面雇用的勞動力要少得多,但美國的農業生產力卻比印度高得多。
雖然造成這種差距的原因有很多,如土地持有面積、種子和肥料的質量、灌溉網絡等,但一個主要因素是較發達國家的農業機械化。大功率拖拉機、聯合收割機和其他設備得到了廣泛的使用。
最近的創新可以使競爭環境更加公平,有效地養活世界上80多億人,包括作為工業4.0一部分的農業機器人和人工智能。這些機器人主要用于重復性的活動,從而減輕農民的手工勞動負擔。
農業行業的領導者和自動化創新者,如約翰迪爾,正在開發機器人,不僅可以取代繁重的勞動,還可以減少浪費,為農民增加見識。以下是農業機器人的三大類型。
(1) 用于收割的農業機器人
收割是農業機器人最常見的任務之一。事實上,在許多發達國家,特別是在園藝部門,越來越多的水果和蔬菜的采摘是在這些機器人的幫助下完成的。
盡管這是一項相當繁瑣的工作,但由于水果和蔬菜極易受到擦傷、撕裂和損壞,因此采摘也需要精細的處理。機器人已經開發了復雜的視覺硬件和軟件,所以機器人可以很容易地區分作物的不同部分,如葉子、莖和水果。
Harvest Croo Robotics LLC的Berry 5是市場上最受歡迎的收獲機器人之一。通過使用先進的視頻和圖像處理技術,這種機器人能夠安全地采摘和包裝草莓。
Berry5最大的優勢是它可以完成任務的速度。總部位于佛羅里達州坦帕市的公司的測試表明,該機器人可以在大約8秒內將草莓從樹叢中摘下。
其他收獲機器人的開發商包括Abundant Robotics、劍橋大學、Organifarms、Pickitwise、Tortuga Agricultural Technologies和Traptic(2月被Bowery Farming收購)。
(2)自動化控制雜草機器人
除草是農民為保持土地的生產力而必須進行的最艱巨的工作之一。除草的一個問題是,在提高農產品的質量方面,沒有為其增加實際價值。因此,雜草控制是可以采用機器人代替人工完成工作的最佳領域之一。
來自Nexus Robotics Inc.的R2Weed2是一個值得注意的雜草控制機器人。它依靠人工智能來區分主要作物和其周圍的雜草。因此,它可以精確識別雜草,并在不損害作物的情況下將其拔除。
此外,R2Weed2可以進行土壤分析,并相應地建議添加肥料或堆肥,據這家位于魁北克省Saint-Bruno-de-Montarville的公司稱。
另一個雜草控制機器人是法國埃斯卡爾昆斯的Na?o Technologies SAS公司的Oz。該機器人通過衛星導航系統獲得實時運動學定位(RTK),以定位害蟲和雜草。
Carbon Robotics公司還開發了一個農場除草系統,而Tertill公司則為花園制造了機器人。
(3)機器人在農場里種植和播種
在過去的幾年里,工程師們推動機器人技術執行更復雜的任務,如種植和播種。無人機或無人駕駛飛行器(UAVs)不僅可以勘察田地,而且還可以通過實時收集數據進行分析和洞察來支持精準農業。
美國機器人公司和國際無人機系統公司等公司已經開發了空中成像和播種機器人,可以捕捉農場的鳥瞰圖,并根據土地的最佳容量種植種子。
UAV系統公司開發的Aurelia X8s播種機無人機采用了復雜的廣角攝像頭、人工智能和機器學習以及計算方法,有效地進行種植和播種活動。
一些播種機器人或無人機還能夠在作物上噴灑殺蟲劑和除草劑。其他從事種植和播種無人機的公司包括Aeroseeder、Agrodronas、AirSeed Technology、DroneSeed和ZenaDrone。
當前的農業機器人市場趨勢
根據Research Dive發布的報告,農業機器人市場有望從2018年的40億美元增長到2026年的160億美元,復合年增長率(CAGR)為19.2%。
世界人口增長、供應鏈問題和全球氣候變化直接導致了對食品供應需求的增加。這推動了許多私營公司和政府投資于技術,以加速農業機械化的轉變。Research Dive預計,這種轉變將在預測期內推動農業機器人市場的發展。
此外,計算機視覺和無人機技術將處于這一轉變的前沿,因為許多領先的公司正在開發無人機來執行各種農業活動。
全球的經濟學家、市場分析師和農業學家都認為,農業機器人可能被證明是一種革命性的創新,不僅對一個部門,而且對整個全球經濟都是如此。這是因為,一旦機器人在田地里被雇用,勞動者就可以轉移到其他行業,如制造業、自動化或服務行業的更高收入的工作。
制造業人力的增加可以進一步幫助技術創新,推動經濟的良性循環。因此,農業機器人可以成為發展中經濟體長期以來一直在尋找的發展引擎。
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