人工智能全面进驻农业领域，一大波机器人正在占领农田
- 来源：机器人库
- 2018/12/28 13:23:27
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【中国智能制造网 行业动态】说起现代农业，如果印象里还只是美国机械化的大农场，或者日韩等国精细化管理的小块农田，或者以色列的智能化植物工厂，那真是out了，其实就连笔者这样专职搞农业的人，都没有意识到如今在农业领域掀起的新风潮，那就是人工智能，具体来说，就是在当今的农田或温室里，除了人和机械设备，已经开始出现了许多农业机器人的身影。
人工智能全面进驻农业领域，一大波机器人正在占领农田
随着近几年人工智能的飞速发展，人工智能与社会各行各业的结合进入到实质化应用阶段，比如在农业领域，智慧农业的发展正如火如荼，所谓“智慧农业”，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供化种植、可视化管理、智能化决策。农业机器人正是凭借智慧农业的发展，运用GPS导航技术、传感技术和新的机器人技术实现农业的定位、识别，并代替人类完成农业播种、施肥、灌溉、采摘、运输等人工劳动，进一步提高节约人力成本，提高农业生产效率。
人类自诞生以来，先后经历了原始采集农业、传统农业、化学农业、机械农业、工厂农业、智慧农业等发展阶段。农业的每一次进步都伴随着劳动生产率的大幅提升，正是农业生产效率的提升才养活了世界上越来越庞大的人口。但随着世界人口老龄化趋势日趋严重，农业正面临着巨大的劳动力短缺，据世界银行预计，到2050年，需要增加50%的粮食来维持日前增长的人口，平均每个农业劳力要能够生产出供应500人的粮食。农业人工作业成本不断攀升，为农业机器人的发展提供了充足动力。通过自动化和机器人技术，可以提升农业生产的产量和工作效率，缓解劳动力短缺的问题，同时可以减少农药使用对土壤、水源等自然环境的破坏。
目前，世界上农业较为发达的国家主要开发出了以下几类农业机器人。
1．除草机器人
这款机器人出自瑞士EcoRobotix公司，其主打产品为田间除草机器人，通过机器识别技术，可以准确识别出杂草，通过机械手臂对杂草进行除草剂喷洒，使除草剂使用量比传统方式减少了20倍。该机器人完全实现了自动化运行，而无需任何操作人员。由于以太阳能为动力，每天工作时长可达12小时。同时，该机器人只有130公斤重，远远轻于传统的农业机械设备，大限度地减少了机械对土壤的破坏。
2．施肥机器人
美国明尼苏迭州一家农业机械公司研制出了一款独特的施肥机器人，它可以根据不同类型土壤的实际情况，制定不同的施肥策略。采取这种施肥技术，可以大大减少施肥量，既节约了农业成本，又减少了化肥对农田生态环境的污染。
3．打药机器人
爱尔兰农药喷洒技术公司MagGrow研发的这款农作物打药机器人，致力于解决农药喷洒过程中的药物漂移的问题。使用性稀土磁体产生电磁荷，对农药液滴进行磁化处理，使之更容易附着在作物上，可以达到85-95%的粘附率，减少65-75%的农药使用，并可以使作物产量提高20-40%。
4．授粉机器人
这款由美国公司研发的蜜蜂机器人，能够取代蜜蜂完成植物的授粉工作。另外，由于这种机器人续航能力强、体积小，可以应用到灾后的调查、搜救等工作当中。
5．放牧机器人
澳大利亚一家公司发明出了一种放牧机器人，其能在农场上代替传统的放牧劳力，它使用2D和3D感应器，且内置了定位系统，能自动检测牛群的运动速度并驱赶它们移动。
6．采摘机器人
后推荐这款由中国农业大学自主研发的黄瓜采摘机器人，这款机器人利用多传感器融合功能，对采摘对象进行信息获取、成熟度判别，并确定采摘对象的空间位置，能够实现在非结构环境下的自主导航运动、区域视野快速搜索、局部视野内果实成熟度特征识别、及果实空间定位、末端执行器控制与操作，终实现黄瓜果实的采摘收获。
以上六类机器人只是农业机器人大家庭中的一小部分成员，农业机器人相比人工大的优势是可以24小时不间断工作，而且基本上不会出现操作失误。缺点是目前购买成本还比较高，且需要定期保养维护。
长远来看，尽管农业机器人代表着农业发展的新阶段，但并不是农业发展的形式。因为无论从传统农业还是到现在的智能农业，都是在土壤、水分、光照等条件充分具备的条件下，利用农作物自身生长特点来为人类生产食物的过程。在工厂化农业阶段，虽然可以一定程度上控制农作物所需水分、光照、营养的生长条件，但本质上仍然离不开对作物本身特性的依赖。目前，一种全新的农业发展思路–生物农业正在悄然兴起，它是通过在实验室对生物组织的培养，实现人工制造食物的目的，这是一种完全革新性的农业发展形式。
通过非农业途径生产单细胞蛋白，是解决人类对蛋白质需求的办法之一。单细胞蛋白，俗称“人选肉”，是一种微生物食品。微生物大多是单细胞，是核酸和蛋白质的实体。用发酵法生产这种单细胞微生物就可以得到极为丰富的单细胞蛋白。微生物的繁殖速度惊人，500公斤的活菌体，在合适的条件下，一昼夜可生产1250公斤的单细胞蛋白；而一头体重500公斤的牛，每天只能合成0.5公斤的蛋白质。“人选肉”的主要成分是蛋白质、脂肪、糖类、维生素和矿物质，营养价值可与牛奶、鸡蛋媲美。1吨微生物蛋白的营养价值，抵得上2.1吨精肉或3吨鸡蛋或12吨牛奶。它既可以做食品，也可以做饲料。
藻类是微生物世界的佼佼者，它可以像高等植物一样以二氧化碳为养分在太阳下进行光合作用，但生长速度比高等植物大几十倍。一亩地大小的湖泊中收获的藻粉，折合成空气、水分和阳光制造粮食展示了广阔的前景。
2014年8月5日，世界上个‘’试管汉堡‘’在英国首都伦敦问世。这个汉堡的‘’牛肉饼‘’是荷兰研究人员用牛的干细胞培育而成，造价高达32.5万美元。这是荷兰马斯特里赫特大学马克·波斯特多年研究的成果。他带领研究人员从牛的肌肉组织中分离出干细胞，放入营养液中，促进细胞生长和繁衍。这些干细胞三周后数目超过100万个。研究人员把它们放入数个小型容器中，细胞合成大约一厘米长、几毫米厚的”肉丝“。研究人员收集”肉丝“，做成小”肉丸“冷冻起来，以便凑够一块”肉饼“的量。
也许在不久的将来，人类生产食物再也不需要依赖土肥、水、空气、阳光以及各种各样的农作物，而是像生产玩具、衣服那样直接在工厂车间实现定制和批量生产，这样即使未来人类移民到星际空间或外星球，仍然可以通过工厂化的生产随时随地制造食物。等到技术进一步发展成熟，也许我们人人都可以为自己制造食物了。
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