農(nóng)業(yè)機器人已被證明是世界各地農(nóng)民的寶貴工具嬉竞。本文幫助相關(guān)人員了解他們?nèi)绾巫詣踊透纳妻r(nóng)業(yè)潦擅，以及在哪里采購它們很鸥。

自工業(yè)革命以來憎茂，農(nóng)業(yè)變得越來越機械化和自動化。人工智能將這種自動化提升到更高的水平找都。人工智能的使用與現(xiàn)在所謂的“精準農(nóng)業(yè)”相交唇辨。這一切都是為了減少肥料、殺蟲劑能耻、除草劑和水等投入赏枚，同時提高產(chǎn)量。 24年晓猛，全球農(nóng)業(yè)機器人年度市場估計為5億美元饿幅。根據(jù)Statista發(fā)布的一份報告，預計到2021年將增長到74億美元戒职。

本文通過以下主題探討農(nóng)業(yè)機器人：

• 航空成像機器人

• 播種和噴灑機器人

• 水果和蔬菜收獲機器人

• 用于苗圃栗恩、果園和溫室的自主移動機器人 （AMR）

• 除草機器人

• 機器人溫室

航空成像機器人

使用空中無人機從空中檢查農(nóng)作物已經(jīng)很成熟。航空成像提供了有關(guān)作物健康和土壤條件的寶貴見解洪燥。監(jiān)測作物生長的公認方法是使用歸一化差異植被指數(shù) （NDVI） 地圖磕秤。但這不僅僅是被動檢查數(shù)據(jù)的問題。NDVI數(shù)據(jù)可以下載到拖拉機上捧韵。智能農(nóng)場設(shè)備使用數(shù)據(jù)來控制肥料的施用景姓。

農(nóng)業(yè)空中無人機市場強勁，有多種選擇可供選擇社衰。

以下是購買農(nóng)業(yè)空中無人機時的一些注意事項瘫盹。

農(nóng)業(yè)用空中無人機的類型

農(nóng)業(yè)中使用的無人機 （UAV） 主要有三種類型。

固定翼無人機

固定翼無人機的機翼像飛機一樣桃旷，通常只有一個或兩個螺旋槳也较。這種無人機可以在空中停留的時間比旋翼型更長。對于當今龐大的農(nóng)場來說薯舆，長時間的飛行是一個優(yōu)勢晚乙。但是它們需要一條光滑的起飛和著陸跑道，并且比直升機更難駕駛帜贝。

旋翼無人機

旋翼無人機有多個旋翼筐成，像直升機一樣帶有葉片。最常見的配置具有四個旋翼（四軸飛行器）或六個旋翼示谐。一些無人機還有更多谣皇。旋翼無人機比固定翼無人機更容易控制势送。因為它們可以垂直起飛和降落，所以它們不需要著陸跑道朴沿。旋翼無人機通常比固定翼型號便宜猜谚。

混合無人機

混合動力無人機垂直起飛，然后可以在飛行中切換到滑翔模式赌渣。因此魏铅，它們結(jié)合了其他兩種無人機的優(yōu)點〖嵛撸混合動力無人機承諾固定翼無人機的飛行時間更長览芳，旋翼型飛機易于使用。然而鸿竖，混合動力無人機更復雜沧竟、更重、更昂貴缚忧。該技術(shù)也不像其他兩種類型那樣成熟悟泵。

農(nóng)業(yè)無人機中使用的傳感器類型

無人機攜帶的傳感器類型將決定收集的信息。以下是一些最常見的傳感器類型闪水。

RGB 相機 RGB 傳感器也稱為真彩色相機糕非。RGB傳感器之所以如此命名，是因為它們檢測三個組件的光：紅色嬉哥，綠色和藍色进登。RGB相機產(chǎn)生的圖像就像人類的視覺一樣。

多光譜相機 顧名思義津咒，多光譜傳感器檢測頻率范圍內(nèi)的光敢铲。兩個對農(nóng)業(yè)特別有用的頻率帶包括紅外線和“紅邊帶”。健康的植物比受壓植物更強烈地反射紅外光伞买。紅邊波段位于紅邊波段和紅外線之間。紅色邊緣帶反射的光也與植物健康密切相關(guān)驴涡。

熱像儀 熱像儀有助于檢測植物壓力肯坊，尤其是水資源壓力。

激光雷達 光檢測和測距傳感器比上述其他三種類型的傳感器更重觅符、更昂貴诉拔。它們用于繪制地形高程圖，更常部署在有人駕駛飛機上深吠。

購買與訂閱服務(wù) 農(nóng)民無需購買空中無人機即可獲得其好處增厢。

播種和噴灑機器人

用于播種和噴灑的無人機仍然是一個新事物，但它們是商用的桑孩。農(nóng)用車輛中的一些大牌現(xiàn)在提供自動噴灑和播種無人機拜鹤。

根據(jù) (暫不可見) 年的一篇文章框冀，任何想要在美國駕駛起飛時重量超過 55 磅的無人機（包括貨物）的無人機飛行員都需要通過美國聯(lián)邦航空管理局 （FAA） 申請?zhí)貏e豁免。因此敏簿，許多無人機制造商限制了他們的有效載荷能力以避免這一障礙明也。

播種無人機主要用于覆蓋作物。采用種植覆蓋作物的做法是一種土壤健康做法惯裕。覆蓋作物有助于限制土壤侵蝕并減少徑流中的污染温数。空中無人機最適合在拖拉機和農(nóng)作物噴灑機難以到達的地方播種蜻势。

對于噴涂和播種無人機撑刺，有效載荷能力是一個關(guān)鍵因素。需要注意水箱的大小和噴霧寬度握玛。無人機必須具有足夠強大的電池和提升能力够傍。這些因素的組合將決定一次可以噴灑多少英畝。

更復雜的無人機有一個野外站败许，為無人機提供大本營王带。一家供應商提供具有自動儲罐加注功能的現(xiàn)場工作站。現(xiàn)場工作站還可以完全自主地將舊電池換成新電池檐射。

先進的自主噴涂無人機利用雷達和其他傳感器铜那，使它們能夠避開障礙物。

大多數(shù)無人機都是電池供電的洪防。然而杉抑，有些人使用燃料。燃料增加了它們的有效載荷能力和飛行時間沛摩。

水果和蔬菜收獲機器人

水果和蔬菜收獲機器人仍處于原型階段在搀。他們顯示出巨大的希望。

收割機器人的手臂末端工具（EoAT）因每種作物而異帽遏。例如搓纠，辣椒表面光滑、蠟狀祷鼎，非常適合用吸盤夾住世雄。西紅柿比辣椒更脆弱，因此機器人使用軟指抓手映僚，在拉動水果以將其與植物分開時扭曲水果寞竭。草莓更加嬌嫩，需要格外小心才能收獲酣难。例如谍夭，一個收割機器人在握住物品的同時使用莖刀，以避免在拉動時瘀傷憨募。

人工智能輔助視覺檢測成熟度并規(guī)劃機械臂的路徑以拔出目標紧索。一些收割機器人具有騎在輪式底座上的關(guān)節(jié)臂袁辈。其他人則在鐵路上旅行或使用軍用車輛等軌道。

一個特別引人注目的收割機器人有兩架空中無人機齐板。無人機通過提供電力的臍帶連接到輪式推車上吵瞻。無人機在推車旁邊飛行，使用計算機視覺找到成熟的水果并使用抓手將其摘下甘磨。采摘后橡羞，無人機將作物放入推車的垃圾箱中。推車向下移動济舆，而拴在推車上的無人機根據(jù)需要重新定位卿泽。

雖然仍處于采用的初始階段，但原理證明已經(jīng)存在滋觉。有多個供應商可供選擇只是時間問題挨究。

今天，商業(yè)選擇并不多苇赊。一個例外是一家以色列公司韵慷，該公司提供使用RaaS（機器人即服務(wù)）的收割機器人。RaaS將農(nóng)民從大量的初始投資中解放出來忠辛。農(nóng)民聯(lián)系特維爾蜀契，告訴他們英畝數(shù)和哪種作物。然后哎闻，收割機器人供應商部署其單位車隊進行收割敏卦。工作可以 24/7 不間斷地進行，并且可以用更少的勞動力更快地完成收獲枚林∶着簦看來這項服務(wù)目前可能只在以色列提供。Tevel的網(wǎng)站表示郭菜，明年將在西班牙栗哥，美國和意大利開展試點項目。 用于苗圃勘伺、果園和溫室的自主移動機器人 （AMR）

用于運輸水果等缀、蔬菜和盆栽植物的AMR是市售的，并且有一些供應商可供選擇娇昙。這些機器人是農(nóng)民的助手，讓人們騰出時間去執(zhí)行更高價值的任務(wù)笤妙。

在苗圃中冒掌，一項必不可少但累人且耗時的任務(wù)是將盆栽植物隔開。當小時蹲盘，觀賞灌木和幼樹可以緊密地放在一起股毫，以最大限度地利用可用空間膳音。隨著它們的生長和變大，這些植物需要空間來變得茂盛和廣泛铃诬。移動植物以將它們隔開是AMR的應用祭陷。一些供應商專門從事此應用程序。

對于果園來說趣席，將水果從采摘地點拖回收集點是AMR的一個很好的應用兵志。AMR 通過自主跟蹤人類采摘者來協(xié)助他們。機器人攜帶托盤或箱子宣肚，工人可以將采摘的水果放入其中萝轰。當托盤裝滿時，機器人自主移動到收集區(qū)域好阎。因此疹咕，機器人消除了原本需要的行走。它通過使工人能夠繼續(xù)采摘來提高生產(chǎn)力环胸。有些供應商提供這種機器人铲恃。

除草機器人

殺死雜草的農(nóng)業(yè)機器人是市售的，一些供應商提供它們进裹。一些除草機器人用于家庭花園四雏。這些小型機器人就像為人們的家中吸塵機器人。但也有機器人旨在為更大的農(nóng)場提供服務(wù)夭私。

對于商業(yè)農(nóng)業(yè)舷咆，一些除草機器人使用微劑量的除草劑。機器人沿著作物行自主移動添镜。它使用計算機視覺來區(qū)分雜草和作物唐唉。當發(fā)現(xiàn)雜草時，機器人執(zhí)行器會伸出援手窿锉。少量農(nóng)藥直接沉積在雜草上酌摇。因此，使用的化學品要少得多嗡载。 另一種方法是使用激光去除雜草窑多。因此，該方法不使用化學品洼滚，并被認證為有機物埂息。

一些除草機器人具有太陽能電池板為其運行提供動力，而另一些則使用電池或柴油燃料遥巴。 

機器人溫室

室內(nèi)農(nóng)業(yè)激增千康。在室內(nèi)種植提供了更可控的環(huán)境，有利于精準農(nóng)業(yè)铲掐。降低溫室的關(guān)鍵成本是LED燈拾弃。如今的 LED 提供與白熾燈泡相同的光強度值桩，功耗降低 85%。AI 控制照明豪椿、溫度奔坟、二氧化碳和濕度。氣候可以根據(jù)每種作物的需求量身定制祸弥。根據(jù)Root AI的說法偎旱，這種控制意味著每英畝的作物產(chǎn)量可以比傳統(tǒng)方法少90%，用水量減少<>%酬绞。將機器人的省力技術(shù)添加到這張照片中抬爷，結(jié)果有望實現(xiàn)真正的革命性。

許多室內(nèi)農(nóng)業(yè)公司出售他們的水果和蔬菜祖务。他們的主要客戶是雜貨店和餐館留嫩。他們的技術(shù)不出售。 但是彭撑，一些供應商確實出售設(shè)備以建立自己的自動化溫室絮檀。

一家公司提供了一個模塊化系統(tǒng)，可以安裝在雜貨店生產(chǎn)部門的展示柜中蜈藏。例如卜陵，商店可以種植生菜和草藥，出售給客戶迂雪。溫室公司的系統(tǒng)可以擴大規(guī)模开贼，以創(chuàng)建一個能夠在商業(yè)銷售中種植各種作物的垂直農(nóng)場。該公司還銷售零部件皆疹。他們提供特殊的軟件來管理氣候和營養(yǎng)流疏橄。專有的LED燈可供購買÷跃停可以購買“施肥”裝置捎迫，通過循環(huán)溶液為植物提供養(yǎng)分。

另一家提供室內(nèi)農(nóng)業(yè)解決方案的公司采用了一種新穎的方法表牢。他們的水培農(nóng)場設(shè)計為在集裝箱內(nèi)運行窄绒。集裝箱的想法降低了購買合適建筑物的成本。

室內(nèi)農(nóng)業(yè)的缺點是它是能源密集型的崔兴。因此彰导，這樣的農(nóng)場只對水果和蔬菜等高價值作物具有經(jīng)濟意義。試圖在里面種植小麥或谷物不會獲利敲茄。然而位谋，室內(nèi)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量要高得多。對于許多作物來說，這可能是一個有吸引力的投資選擇倔幼。

參考

農(nóng)業(yè)機器人：全球農(nóng)民的革命性工具 |#HowToRobot

（張本庸robotics）

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