這篇文章來源于DevicePlus.com英語網(wǎng)站的翻譯稿。

來源：Hands Free Hectare

一項名為“Hands Free Hectare”的試驗性農(nóng)業(yè)項目目前已開展到第二年，有望成為簡化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的有效方法。

機器人耕作是怎樣進行的？

Hands Free Hectare是英國哈珀亞當斯大學（Harper Adams University）的一個研發(fā)項目，旨在實現(xiàn)沒有任何人為干預的機器人耕作。

該項目是從一款自動拖拉機開始的。這種拖拉機可以在泥土中犁出壟溝，將大麥種子以特定的深度和間距種植。在設備方面，該團隊從已經(jīng)面世的38bhp Iseki TLE 3400緊湊型拖拉機入手，在工程實驗室中對其進行改裝，改裝內(nèi)容包括攝像頭、激光器以及GPS系統(tǒng)。

接下來，在植物生長季節(jié)，機器人被用來對農(nóng)作物進行監(jiān)測。通過使用空中無人機和漫游偵察車等機器人設備，可以對農(nóng)作物進行監(jiān)測，并帶回土壤樣本，以便根據(jù)數(shù)據(jù)對農(nóng)作物的需求制定出相關(guān)應對措施。農(nóng)業(yè)學家Kieran Walsh說：“對我來說，這是整個項目中最具挑戰(zhàn)性的工作之一，因為這就像讓我穿過一片田野就知道這些農(nóng)作物的狀態(tài)一樣。”但是并非親自走過這一排排的田地，他是通過分析這些視頻錄像來確定雜草的程度以及作物的病害狀況的。

在整個生長季節(jié)中，該團隊使用自動化機械設備來噴灑一系列的殺蟲劑、除草劑以及化肥。但是因為研究者的經(jīng)費有限，他們用來噴灑的裝備和種植所用的拖拉機是同一臺。為了盡快將拖拉機改裝為噴灑機，他們丟失了一些初次試驗中的時間基準數(shù)據(jù)。

最后一步是使用一臺自動化無人駕駛聯(lián)合收割機對大麥進行收割。“這臺聯(lián)合收割機所使用的系統(tǒng)和我們在用于噴灑、犁壟溝和翻土的拖拉機中所安裝的那些系統(tǒng)非常相似，有大量的執(zhí)行器來對聯(lián)合收割機上安裝的所有系統(tǒng)進行移動和控制。”項目負責人Kit Franklin說。

可行性研究結(jié)果

第一批農(nóng)作物是大麥，在2016年9月開始種植，在2017年的春天完成收割。這一階段的目標是證明機器人耕作的可能性。“我們僅僅使用了目前已有的科技和開源軟件。”項目合作方Precision Decisions的機電一體化研究員Martin Abell介紹 。

他們做到了。他們在僅使用機器人的情況下完成了農(nóng)作物的種植，但是種植的壟線看起來是歪斜的。大學機器人工程師Jonathan Gill說：“事實證明，這些無人機系統(tǒng)中的自動駕駛儀并沒有設計為按照直線航行。這對于它來說是沒有必要的，因為無人機的設計目的僅僅為盡可能高效的從A點到達B點。”因此，這臺機器人遇到石塊的反應是繞過去，這就會造成對相鄰作物的毀壞。

第二批農(nóng)作物是冬小麥，在2017年10月開始種植。這次調(diào)研的目標是通過升級軟件來提升壟線的平直度和機械工作的精確度，從而提高作物的產(chǎn)量。

試驗不但需要研究周期與生長周期同步，還面臨著與其他耕作方法所遇到的相同的可變條件。“在本季第一次嘗試播種時我們不得不放棄，因為雨下得太大了，拖拉機開始打滑，偏離了預定直行路線。”Franklin說。等到天氣變好之后，“拖拉機剛回到田里時還有點難以控制，但是一旦把它固定在預定的直行路線上，與春季大麥播種過程的效率相比，它沿直行路線連續(xù)作業(yè)的效率大大提升。”

機器人耕種大麥的產(chǎn)量是每公頃4.5公噸，比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)6.8公噸的收成少了51%。當然，投入該試驗性項目的時間和金錢也是遠超傳統(tǒng)耕作方式的。

但實際上，團隊享受到了這項可行性研究的成果，也就是用他們所收獲的大麥釀造了一些啤酒。

來源：Hands Free Hectare

在農(nóng)業(yè)中使用機器人耕作的潛在影響

盡管機器人耕作對食品工業(yè)的影響尚未被討論，但是從理論上來說，在技術(shù)價格均等化后，機器人技術(shù)有望增加產(chǎn)量，從而使食品價格降低。隨著世界人口的增長，增加作物產(chǎn)量將是獲取足夠食物的關(guān)鍵。

此外，單件工業(yè)農(nóng)場設備到自動化小型拖拉機機群的轉(zhuǎn)變，能夠減輕壓實土壤的重型機械的重量，從而改善土壤質(zhì)量。讓土壤更健康對于機器人耕作來說看起來只是很小的一個功效，《科學美國人》的一位撰稿人解釋說：“采用能夠保持土壤質(zhì)量的耕作方式是達到一個穩(wěn)定、具有抗災能力的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的關(guān)鍵”，“破壞土壤的耕作方式，從長遠來看，會削弱人類的耕作能力，影響獲取足夠食物的可持續(xù)性。”

機器人耕作也可以將附加數(shù)據(jù)庫和天氣預報模式進行整合。理論上，自動駕駛的拖拉機可以通過實時氣象數(shù)據(jù)來確定種植、收割或者施肥的時間。如果想要在家中進行此類分析，您可以使用我們的基于Arduino和ROHM傳感器的DIY智能花園設計來收集本地數(shù)據(jù)，并于氣象數(shù)據(jù)相結(jié)合。

在行業(yè)內(nèi)，對這種創(chuàng)新設計的反應與通常情況相反。年齡稍長的人對這項技術(shù)充滿熱情，而年輕人則對此表示懷疑。“過去三十年來坐在拖拉機上進行耕種的人，認為坐在拖拉機上并不能實現(xiàn)對時間的有效利用——他們更欣賞這種技術(shù)。” 一名應屆畢業(yè)生項目合伙人Martin Abell說。 根據(jù)他自己作為農(nóng)民的經(jīng)驗，Abell說：“通過自動轉(zhuǎn)向裝置來實現(xiàn)沿直線耕種，人們可以節(jié)省出更多的時間去研究作物，以進行更好的管理。”

用機器人耕種是個好主意嗎？

雖然農(nóng)場到餐桌的過程讓人聯(lián)想起一雙飽經(jīng)風霜的手從富饒的黑土地里收獲新鮮蔬菜的質(zhì)樸畫面，現(xiàn)實中的耕作要困難得多。在工業(yè)化農(nóng)場，低薪工人在烈日下進行長時間勞作。這遠沒有市場營銷口號想要引導我們相信的畫面那么迷人。

隨著機器人技術(shù)和AI技術(shù)逐漸融入各種行業(yè)，可以有理由預測到它們也將會成為農(nóng)業(yè)的一部分。況且，我們已經(jīng)看到在其他行業(yè)中機器人是如何取代低薪崗位的，就像自動化縫紉機在紡織工業(yè)所表現(xiàn)的那樣。

隨著時間的推移，這種日新月異的技術(shù)將會給經(jīng)濟帶來巨變，同時會使就業(yè)市場轉(zhuǎn)型。這讓很多人感到擔憂，不知道這種變化后的經(jīng)濟將會是什么樣。在最近一場麻省理工學院（MIT）舉辦的“AI與就業(yè)的未來” 主題峰會上，校長L. Rafael Reif說：“百分之七十二的美國人表示，他們對于機器人和計算機可以完成多種人類工作的未來表示擔憂。”他補充說：“這種推測是指現(xiàn)有的崗位流失，并且大家無法勝任產(chǎn)生的新崗位，但是AI正在取代那些工作。新的就業(yè)機會過剩，卻沒有足夠的人來勝任這些職位。”

麥肯錫全球研究所發(fā)表的一項分析預測了2030年的就業(yè)形勢。報告說：“收入的兩極分化可能會持續(xù)下去。”大部分新增的就業(yè)崗位將來自于高薪職業(yè)。一些低薪職業(yè)的就業(yè)崗位將會有所增加，比如醫(yī)護助理或者教學助理。但是，報告稱：“中等收入職業(yè)的就業(yè)崗位數(shù)量將有最大幅度的下降。”

這就是為什么白宮在2016年發(fā)布的關(guān)于人工智能、自動化和經(jīng)濟的政策簡報中提倡在STEM領(lǐng)域的教育中把重點放更多地放在計算機科學上。這種培訓會使人們?yōu)闈M足未來自動化產(chǎn)業(yè)中更大的科技需求做好準備。

對其他農(nóng)業(yè)科技感興趣嗎？這些農(nóng)民正在使用烏克蘭的零件來維修他們的拖拉機，以便他們在約翰迪爾“授權(quán)”的維修店之外進行維修。

DevicePlus 編輯團隊

設備升級版適用于所有熱愛電子和機電一體化的人。

審核編輯黃宇