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农业机器人向高度智能化前进

发布日期:2024-08-15 23:54浏览次数:

  农业机器人是在农业生产过程中运用人工智能、机械和自动化技术的机器人,已逐渐成为农业生产中的重要工具。

  随着我国农业现代化的推进和科技的发展,越来越多的农业机器人开始出现在人们的视野中。在近日于北京举办的2023世界机器人大会上,中国工程院院士赵春江表示,农业机器人正在从一般性的自动化设备,向着具有高度智能的机器人方向转变,从通讯控制到末端执行器操作等各个方面,都在实现技术迭代。

  “如今老龄化问题严重,农业面临着人手短缺等问题,而农业机器人面向农业场景,可实现精准感知、自主决策、智能控制、自动执行。”赵春江说,经历技术的发展,农业机器人如今可以进行农田作业轨迹建圈,作物行识别、避障,也可以进行多机通讯、多部件通讯、生产信息通讯、决策信息通讯。此外,农业机器人还可以进行目标识别、生产预测任务决策、故障诊断。

  赵春江提到,从执行层面看,农业机器人可以精准对靶、柔顺操作人机交互、动态伺服,也可以强化学习、性能优化提升,远端调度。其也可以进行多任务协同、例如多机和执行器的协同、时间、空间匹配,以及在视觉,激光雷达,超声接触力、角度及流量上,对农业予以帮助。

  专家表示,农业机器人的运用一方面可以提高农业生产效率。传统的农业生产方式通常需要大量人力资源,而农业机器人的应用可以替代部分人力劳动,减轻农民的劳动强度。农业机器人还能够通过精准操作和数据分析,提高种植、采摘、喂养、收割等环节的效率,从而提高农产品的产量和质量。

  举例来说,去年11月,西北农林科技大学(以下简称“西北农大”)机械与电子工程学院杨福增教授团队研发的苹果双臂采摘机器人,完成了果园实地试验,成为全国高校第一台苹果双臂采摘机器人。公开文献资料显示,相较于美国华盛顿州立大学的苹果采摘机器人,目前西北农大的苹果采摘机器人在多方面实现了赶超:一是识别时间快,华盛顿州立大学是1.5秒,西北农大为0.015秒;二是采摘方式灵巧,华盛顿州立大学采用拉拽分离,西北农大则采用仿生旋转拉拽,能耗小;三是采摘手臂多,西北农大成功创制的双臂苹果采摘机器人,两臂协同,大大提高了整机采摘效率。

  另一方面,农业机器人的运用也可以降低农业生产的成本。传统的农业生产方式需要投入大量的人力、物力和资金,而农业机器人的运用可以使农民节省资源和成本。农业机器人可以实现自动化操作,减少人为因素带来的错误和损失,提高农产品的利润率。

  据不完全统计,我国苹果、梨、桃等采摘作业约占整个生产过程作业量的40%,占总生产成本的50%—70%。双臂苹果采摘机器人的出现,使果园采摘从“梯子+篮子”的传统模式迈向机器人自主协同作业方式,采摘人工成本将大大降低。

  赵春江说,目前全球农业机器人市场发展非常快,且每年都在持续增加,目前全球大概有70万个不同智能程度的农业机器人。值得一提的是,近5年来,我国农业机器人需求量保持38.6%的增长。

  随着人工智能站上风口,农业也将成为该技术落地的重要商业化场景,以人工智能技术构建智慧农业体系和模式将成为大势所趋。

  在上海市金山区亭林镇的点甜机器人智慧农场,大田系列农业AI机器人行驶在田间地头,旋耕、起垄、洒水、播种……只要工程师通过手机发出操作指令,它们就能各司其职,保质保量完成农耕任务。

  在经济效益方面,人工智能技术前景可期。“智能机器人不仅节省生产成本,操作简单容易上手,更利于产品的溯源和绿色有机认证,实现零碳排放,经济效益生态效益双丰收。”上海点甜网络科技有限公司总经理王金悦说。

  政策也在引导农业机器人发展。《“十四五”机器人产业发展规划》提出,研制果园除草、精准植保、果蔬剪枝、采摘收获、分选等农业机器人。此外,农业农村部、中央网络安全和信息化委员会办公室印发《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》,要求加快农业人工智能研发应用。实施农业机器人发展战略,研发适应性强、性价比高、智能决策的新一代农业机器人,加快标准化、产业化发展。

  人工智能是智慧农业的新机遇吗?多位专家表示,随着人工智能技术的日益进步,农业生产势必会走向智能化、无人化。

  人工智能行业分析人士郭涛表示,人工智能技术为传统农业注入新的活力,在农作物种植管理、病虫害预测和防治、农业机械自动化、农产品质量检测等成熟领域全面应用,不断提高传统农业生产效率与质量。

  值得注意的是,人工智能目前在智慧农业领域的应用尚存在商业化难、技术稳定性不足、政策规范缺乏、规模化程度不够等难点。“人工智能技术引入成本较高,商用化还需要时间。”全联并购工会信用管理委员会专家安光勇认为,传统农业的基础较薄弱,引入人工智能技术的设备、软件和培训等成本较高,中小规模农企或农户难以负担。此外,人工智能还存在技术稳定性、数据隐私与安全、用户体验等方面的问题。农业领域的复杂性也增加了应用难度。

  “政策方面尚缺乏完善的法规和标准,农业智能化发展的规范性不足。相关政府部门需要出台更加明确和有针对性的政策,鼓励和支持农业智能化技术的研发和应用。”中国数实融合50人论坛智库专家洪勇表示,农民和农业从业者对于人工智能技术的了解和接受程度有限,需要通过培训和推广活动提高他们对于智能农业的认知和使用技能。

  人工智能发展迅速,未来将会应用到农业生产的方方面面。“目前我国农业的数字化、智能化水平不高,受限于土地流转,规模化、集约化程度较低,大农场较少,人工智能技术在农业上的应用还不够广泛,但是发展速度一定会很快。”专家表示,目前从中央到地方已经在推广无人农场、智慧农场等技术,许多经济发达省份已走在前列,为全国作出了示范。

  农业机器人是在农业生产过程中运用人工智能、机械和自动化技术的机器人,已逐渐成为农业生产中的重要工具。710公海赌船

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