农业机器人崛起
2018-10-22 16:43

农业机器人崛起

微型自动化机器可以照顾农作物的整个种植过程,使用更少化学品,更环保;成本更低,也更高效。本文来自于微信公众平台机器之能来源:卫报,作者:John Harris,编译:微胖。


在汉普郡农村一个安静的角落,一台名叫雷切尔的机器人正在一片杂草丛生的田野里徘徊。


它有着明亮的橙色外壳,一台智能手机被夹在后端,看起来像昂贵玩具与太空探测器的混合物。


近距离观看,你会发现她有四个 USB 端口,一个类似圆盘的 GPS 接收器,以及激光雷达系统的螺母和螺栓,借助激光雷达,机器人可以给自己定位。


制造这台机器人,花费大约 2000 英镑。


每三秒钟,雷切尔就会拍摄一张周围植物和土壤的特写照片,以便进行实地勘察。大约 20 分钟后,她的工作被两只狗打扰,接下来,便不知所措。


有人正在田间角落处观察蕾切尔的一举一动,其中三人来自小型机器人公司(Small Robot Company),另外一个人是农场主人——当地农民杰米·巴特勒。


杰米种植小麦,但这是个看天吃饭的活儿。你总是要为天气操心,比如谁都没有预料到今年夏天会这么炎热。


“如果完全靠小麦。”他说,“肯定养不活家人。”除了种小麦,他还养牛,提供飞钓(flying fish)、野营和公司聚会(away day) 的地方。他担心英国脱欧后,自己目前从布鲁塞尔获得的补贴会大幅减少。


他怎么看雷切尔?


“这是场革命。”他说。


他很可能是对的:如果机器人在田间工作就是未来的农业,那么,这可能对人类粮食安全和自然界产生重大影响。


Small Robot 公司的 Joe Allnutt 在汉普郡的 Meon Springs 农场


将来,雷切尔的创造者解释说,机器人可以照顾生长过程的每个阶段:勘测土地,播种,照料作物,除草,然后收获。虽然她目前可能只能胜任第一份工作,但未来几年,她会逐渐掌握其他任务。


小型机器人公司的联合创始人本·斯科特·罗宾逊(Ben Scott-Robinson)是一位 44 岁的和蔼可亲的人,在谈论自己所从事的事情时充满狂热。


虽然是农业界的新手,但他仍惊讶于自己的发现。


“我原以为,对于新技术的采用,农民会像勒迪分子(反对采用新机器的人)。”他一边收起雷切尔一边说,“有些人确实如此,但是很多人明白需要新事物。”


如果种植者接受这种新的农业方式,那么,农民将不再依赖会降低土地肥沃度的耕犁机器,那些巨大的拖拉机不仅会压实土壤,而且还将耕作时间局限在自己不会陷入泥潭的时节。


通过在单个植物水平上种植作物,机器人农业会大幅降低农药成本。开发商声称,他们可以将收入提高 40%,并将生产成本降低 60%。


农业机器人的敏捷性意味着,那些小型农场将不再处于劣势; 独立商店和餐馆将能够利用类似雷切尔这样的机器人,在小农场高效种植自己的产品。


这也能很好地保护环境。


超大规模农业经常破坏破坏树篱,农药也会污染河流,土壤遭到侵蚀也会恶化洪灾。欧洲,美国及其他地区蜜蜂数量的惊人下降,也与使用杀虫剂有关; 鸟类数量的严重下降,也事出同因。


而机器人农业提供了所有这些的替代解决方案,并希望能最终复兴自然生态。


“许多农民主要关注的是将产业留给下一代。”本·斯科特·罗宾逊说,“他们每天都去地里,他们没有听到画眉和云雀,也知道没有那么多蜜蜂了,而且授粉率正在下降。”


本·斯科特 - 罗宾逊不仅为这些问题提供了解决方案,而且提供了一个新的盈利世界。那么,缺点是什么?


他露出一个尴尬的笑容:“呃...... 好吧,此刻,我们看不到任何东西。”


会挤奶的机器人已经成为现实,喂养鸡的数字化系统也是如此。自动移动鸡舍的机器人已被用于试验,它可以让家禽得到很好的锻炼; 德国一家公司生产了针对猪和奶牛的自动化机器,它可以将秸秆分散在牲畜吃饭和睡觉地方的四周。


在美国,生菜和草莓的自动采摘开始变得具有商业可行性。在法国,机器人修剪葡萄藤,并被用于除草和栽培。世界各地的粮食生产逐渐充满了创新,也将养殖牲畜和种植作物关注度和复杂程度提升到了一个新的水平。


“小农场,大机遇”: 精准农业先锋西蒙·布莱克摩尔 


英国机器人农业先驱们的独特之处主要在于具有将整个农产品生长周期融合在一起的野心。这也是大型金融机构和研究机构开始资助这些发明的原因,而就在四五年前,这些发明看起来还似乎有些牵强附会:小机器人公司到目前为止筹集到到了 100 万英镑,包括政府机构 Innovate UK 的投资,以及 Indiegogo 上那些投资技术的农民众筹者。


公司位于朴茨茅斯市政厅内的一个小办公室里。两个长桌子上散布着 3D 打印机生产的电线,电路板和组件; 不在地里的时候,雷切尔会被关在靠近窗户的架子上。墙上固定着公司创始人们对三台机器人(汤姆、迪克和哈里)的构想,它们分别负责小麦收获前的三个不同阶段:


汤姆的工作和雷切尔一样:他住在农场并将田地数字化,他会逐个植物地进行监测,跟踪每个植物的健康和发育;


迪克会按需使用化肥或化学品,喷洒每株植物,帮助它茁壮成长;


哈利播种,并准确记录放置它们的位置。


直到 2016 年,斯科特·罗宾逊还在为 Ordnance Survey 工作,使用无人机和人工智能绘制详细地图的业务很赚钱。Radio 4 的“今日农业”计划中一个项目提醒了他机器人农业的可能性:他发现,这个领域还没有英国初创公司,于是决定自己成立一家,专注于小麦种植。


“小麦是世界上最大的作物。”他说,“它是最大的环境破坏者之一,也是可以增加粮食产量的最大领域之一。搞定小麦,就很容易接着搞定大麦,玉米,它们的种植方式非常相似。”他说,不久,公司的创新就可以进行商业推广了:


“未来三年内,我们将提供全面服务。完全准备好了。考虑到采用率,在未来三年内,您可以开车到田间看到这些机器。”


目前,该公司还是一家小型企业,仅雇佣了 8 名员工。这家公司的创新可以让食物种植不再受制于大型机器和大面积农田,因此理论上,这会使得中型农场蓬勃发展起来,进而剥夺广大农业企业的竞争优势。


但是,如果他最终将公司出售给一些跨国集团,会发生什么?


“这不是我们在这里的目的。我的兴趣不是创办企业以赚取大量资金并在五年内退休。我不想将业务变成可以出售的东西。”


这就是大多数初创公司所说的,但他们中的大多数最终都卖出去了。


“确实,是的。但如果我们被其他人接管,就其对世界的影响而言,结果可能完全不同。”本来乐观的谈话,融入一抹暗淡。


“可以以完全不同方式使用这种技术。”他说,“你可以在美国拥有整个州,这个州没有人。在这样的地方,就有机会以错误的方式使用我们的技术。”


他能做些什么呢?


“嗯,对于正在努力做的事情,我们抱有非常强烈的商业理念。我们来这里,是为了养活世界。”


Joe Allnutt 和蕾切尔 : 每三秒,这台机器人就会给周围作物和土壤拍照,进行实地勘测


在英国,机器人农业背后的许多想法都来自哈珀亚当斯大学 ,一所位于什罗普郡纽波特边缘的大型教育和研究机构。


我在炎热的周三开车去见西蒙布莱克摩尔教授,一位 64 岁的“精准农业”的先驱。他拥有小型机器人公司的股份,并被本·斯科特 - 罗宾逊和他的同事誉为有远见的人。


布莱克摩尔已经致力于农业自动化研究 30 年,但是,他的重大突破的灵感来自 2004 年美国国防部举行的第一届挑战赛:无人驾驶汽车试图沿着 142 英里路线,穿过莫哈韦沙漠。


“这震动了很多人。”他说,“我当时在想,农业面临的巨大挑战是什么?”


在接下来的几年里,他构想出了正被小机器人公司付诸实践的那个理念:从播种到收获,种植过程的全方位机器人化,并开始种植方式的激进变革。


他所说的话中,始终贯穿一个理念:农业仍然停留在 20 世纪、重规模的思维模式中。大量喷洒喷农药;建立在工业基础上的收割过程,以至于没有挨个儿判断作物是否适合收割的余地。


这非常浪费。


汽车制造等其他行业经历了革命,引入了新的复杂程度和灵活性; 农业也是如此。


他带我参观了大学的机器人实验室,他指着一台喷洒无人机,说,这种无人机在英国是非法的,但在中国,已被成功使用。


他沮丧地向我展示了一辆名为 Tommy 的自动割草机,这将是高尔夫球俱乐部的理想选择,他说,但尚未找到商业支持者。


还有一种称为 Norman 的精密农作物喷洒装置(农业机器人好像没有一个是完整的,也没有异想天开的名字)


他解释了一个名为 Hands Free Hectare 的正在进行的项目,现已进入第二年。


该项目已成功种植大麦,没有人类直接参与 :使用机器人监测作物和土壤,自动驾驶联合收割机进行收割,现在开始推广到小麦。


田间地头以及大学周围的棚屋,四处散落着布莱克摩尔想要用来取代拖拉机的各种发明,那些生产拖拉机的厂商对他的研究几乎没有兴趣。


“拖拉机制造商之所以不开发机器人,是因为他们正在销售大量金属。”他说,“他们想下一台机器将比上一机器更大。”他们对那些会破坏他们的东西不感兴趣。


但是,创业公司并不关心继续过去所做的事情,他们可以生产他们喜欢的任何东西。


布莱克莫尔谈到机器人农业是一种解放、大家都可以用到的技术。但如果落入农业巨头手中会发生什么?


“大多数人认为这会很昂贵,会让每个人都失业,对大农场友好,而不是小农场。”他说。


“实际上恰恰相反。大农场都是关于规模经济的:大田地,大型拖拉机。我们正在开发小型机器。我相信,养活地球人口所需的那额外一部分,将来自无法利用这些规模经济的小型农场。”


布莱克摩尔指出,在亚洲,农场的平均面积约为 1 英亩。“我在中国做了很多工作。”他说,“中国南部有许多小农场,现在,他们有很大机会使用到这些机器人。


Blackmore 最引人注目的创新是激光除草。想法很简单,却令人难以置信。


他说,农业机器人可配备可识别多达 800 种不同杂草的软件,通过精确定位来清除这些杂草,化学除草剂将成为旧闻。


“每个人都对它感兴趣,但我们已经领先了。”他说,“我们可以将激光除草机器人送到你地里,不需要任何其他东西:如今,它已经可以在一家商业化的农场里工作。”


这项技术已经通过试验; 他说,明年春天将被引进英国的农场。


“太空机器人在田野里奔跑,用激光杀死植物。”位于伦敦萨默塞特宫的一家名为“地球漫游者”(Earth Rover)的创业公司 CEO 保罗·哈特说道,“这是一个了不起的故事。”


对于他以及这家公司来说,这个故事也即将成为现实。


Earth Rover 的存在,也要归功于布莱克摩尔的工作。顾名思义,公司的原型机器人汲取了研发 ExoMars rover 团队的一些灵感,ExoMars rover 将于 2020 年被送往火星,作为俄罗斯 - 欧洲联合项目的一部分,他们的目标是在有机西兰花的(接下里是生菜,胡萝卜和洋葱)种植中,使用到这种宇宙技术。


“太空机器人简单,坚固,不易破碎。”Harter 说。


“我们的想法是,利用这个机器人,改进它,并创造一些农业应用。我们正在从他们那里获得一些技术许可。马克是他们的,我们现在已经制作了马克二世,但我们的价格便宜了很多。”


这两台机器有什么共同之处?


“工程原理简单,机械的解决方案。如果你看一下火星探测器的悬架是如何工作的,你看不到弹簧:一切都在摇杆上,而且它使用重力来保持车轮贴在地面上。每个车轮都是独立可操纵的。所以,我们要使用这样的东西。”


激光除草机将于明年开始,陆续出现在农场,到 2021 年左右会被用于自动收割西兰花。


自欧盟公投以来,英国粮食种植者已经面临过劳动力短缺问题,那些曾经会来到这里的外国人不得不呆在国内。这可能会对西兰花种植造成很大影响,这家公司声称,它们很快就能解决这个问题。


“劳动力成本的两个大头,是除草和收割。”Harter 说。


“如果田地里杂草严重,会需要 30 或 40 个人,他们会被拖拉机拖着,手工除草 8 小时。收割并不是那么艰难,但它仍然是一个人工的过程。”他停顿了一下。


由于劳动力短缺,农民正在失去整个田里的农作物。对这些任务进行自动化很紧迫。


人们说,“我们需要另一种方式来完成这些工作,因为我们正在失去曾经依赖的劳动力”。


因此,如果机器人能让农业种植节省一些人力,那么接下来还有进一步提升的空间。如果有办法将英国脱欧与蓬勃发展的英国食品种植业结合起来,那么这些日夜在田间工作、照料作物、悄悄扼杀任何障碍物的小型智能机器人,将成为农业的新基石。


本文来自于微信公众平台:机器之能,来源:卫报,作者:John Harris,编译:微胖。

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