外媒:机器人和无人机正在成为农业替代农民

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这辆小型的滚动车辆看起来有点像科幻电影里的东西,它在美国堪萨斯州立大学北农学农场的一片荒地上缓慢移动。

 

这种农业机械在类似于军用坦克的踏板上滚动,但一系列复杂的附件显示了其他东西。这台2英尺高、3英尺宽的机器是由美国K-State大学的农业工程师Dan Flippo和他在农场工作的学生一起建造的。他们正在测试它切割狭窄沟渠和共同播种的能力。

机器人可以帮助农民做一些工作,同时提供大量信息来帮助种植、管理和收获更好的作物。他们一天的工作是对不久的将来农业的一瞥。那时,由计算机程序引导的小型机器将完成部分工作,并为农民提供大量信息,他们可以利用这些信息来种植、管理和收获更好的作物。

弗利普洛说。

“我们不是要接管拖拉机,也不是要淘汰拖拉机。我们正在努力制作更多的食物。到2050年,地球上将有近100亿人口,现在我们无法满足所需的粮食生产。”

大多数农业领域都接触过某种形式的技术,无论是拖拉机上可以精确测量种植和施肥速度的传感器,还是连接到无人机上的热红外摄像头,无人机可以飞到农田空检测作物的水分或昆虫压力。甚至还有可以挤奶的机械臂。

堪萨斯州立大学生物和农业工程副教授阿贾伊·沙尔达说:

“我认为农民准备了一切容易使用的东西,这为他们提供了可靠和自信的信息来源。这是他们的底线。他们不能花费数小时来设置或运行它。”

像堪萨斯州立大学这样的大学有机会。近年来,堪萨斯州立大学在将技术融入美国农场方面形成了相当大的势头。

田野里的流浪者。

Flippo的车队包括几辆第一次使用电动轮椅的车辆。学生们,包括本科生和毕业生,正在使用电机和外壳在农场定制机器,以满足特定的目的。弗利普洛说。

“我们正在建设的东西有不同的类别。首先是火星车类别。它会像一个微波炉大小的机器人。他们的目的是出去侦察田地,这一点非常重要,因为人类可以侦察得很好,但是没有人愿意整天在田地里走来走去。”

当昆虫学家外出在田间寻找害虫时,他们可能会看两三个点,然后判断整个田地。漫游者可以覆盖整个领域,也许在夜间工作,并提供整个领域的害虫压力数据。

弗利普洛说。

“那里有些问题,比如,如果坏了,就得去实地看看。”他指出,工程师还需要考虑汽车可以持续充电多长时间,它如何处理田间的车辙,以及它是否可以遵循正确的行间路径。

“但是,”他补充道,“这些小火星车能够比人类更好地连续穿越场地和赛道。”

K-State还在制造一种比火星车略大的机器,叫做农业无人机。Flipo表示,这些机器人是“工作的主力军”,比如他们最近正在测试的播种装置。农业无人机可能被用来将化学罐运输到田地的某个区域,或者在大型拖拉机无法安全到达的地方播种,比如有陡坡的山丘。

更大的机器人,有些有割草机那么大,有些有床架那么大,可以做更多的日常农业工作,比如圆盘钻孔、野外勘探和拉小麦的耕作。但Flipo指出,随着机器人规模的不断扩大,企业和农民更加关注安全问题。目前,K-State没有在更大的机器人上工作。

检测对有害昆虫的反击。

2019年1月,Flippo、Sharda和K-State昆虫学家Brian McCornack通过美国农业部的国家机器人计划获得了882,920美元的赠款,用于研究利用机器人探测和消灭作物田里的昆虫。根据美国农业部的数据,农民每年喷洒价值近150亿美元的化学品,但37%的作物产量仍因虫害而损失。

沙尔达说,K-State的团队正在研制一种前方带有传感器的漫游者,可以探测昆虫,比如高粱地里的蚜虫。传感器将能够检测蚜虫的浓度——其大小不超过八分之一英寸——是否超过临界值。当昆虫浓度超过临界值时,机器人会向安装在车辆后部的喷雾器发出信号。收到这个信号后,喷雾器立即知道该区域应该进行处理。

沙尔达说。

“我们需要同步系统,以便根据车辆看到昆虫的瞬间,开始向后喷洒,并在该区域周围建立缓冲区。”换句话说,它会被喷到昆虫感知点之外,这样我们就可以建立一个完整的控制区域。"

沙尔达指出,从作物冠层下方喷洒将有助于在需要的地方控制更多的化学物质,并减少喷洒漂移。最终,这意味着减少化学品的使用和农民支付的成本。

天眼/

Sharda还在领导一个利用无人机(最著名的是无人机)探测农田水压的项目。这个为期四年的项目正在帮助农民更有效地安排灌溉,因为他们对田间比其他地区更紧张的地区有了更好的了解。

研究人员在无人机上安装了红外热摄像机,无人机在野外飞行数百英尺。摄像机测量整个场地的冠层温度,并向地面的计算机发送大量信息。计算机将数据整合成一个模型,为农民灌溉田地提供指导。

最终,Sharda说,这个系统可以与地面机器人的信息相结合,让农民更清楚地了解农作物的需水量。K-State还在推广无人机技术,以检测作物田的昆虫压力。

沙尔达说。

“至于无人机,我认为农民对他们看到的东西越来越有信心。许多大学和公司都在做研究,他们在美国各地的许多英亩土地上花费了大量资源,以使这些模式更加强大。人工智能的能力肯定在提高。”

谁来做这项工作?

农民可能会对采用一些新技术犹豫不决,因为坦率地说,农业可能非常个人化。农民喜欢开拖拉机,检查庄稼和牲畜,甚至做一些艰苦的工作。

然而,农业劳动力的统计数据显示,该行业可能需要帮助。根据美国农业部资助的机构国家农业和农村发展政策中心(National Center for Agriculture and Rural Development Policy)2013年的一份报告,农业容易受到“劳动力供应冲击,这可能会增加成本,并威胁到一些农民收获劳动密集型作物的能力”。

美国农业的现实是,可能面临愿意从事高体力、低收入农业工作的劳动力萎缩。

“你知道,农业已经存在很长时间了,”Flipo说。我们真的很擅长快速把种子种到地里,但也许是时候重新思考了。把这些种子留在地上到底需要什么?想象一下,如果我们可以有一组小机器人来完成这些任务。他们可以覆盖整个领域,完成工作。他们可以通宵工作。"

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