农民的革命性工具，涵盖种植各个环节，机器人技术正在农业领域大显身手|科技创新世界潮
科技日报记者 刘霞
美国《连线》杂志网站近日报道，预计到2025年，全球人口将达到90亿。人口增长带来的迫切需求、常规农业的经济现实以及技术进步，这三大因素叠加，现在正是机器人等颠覆性技术在农业领域“大显身手”之时。
全球机器人中心HowToRobot.com也在报道中指出，美国、澳大利亚、日本和欧洲国家已经开始采用机器人技术来应对农民在农业生产领域面临的挑战。
自动精密播种机器人
播种是耕作的基本过程。根据传统，农民用手撒种子；现代机械出现后，农民使用装有追踪器的播种机来播撒种子。虽然过程很简单，但这会导致大量种子撒在田地周围而被浪费。谢天谢地，自动精密播种技术应运而生。通过将机器人技术和地理制图技术紧密结合，精密播种系统可以将种子精确地播撒于需要的地方。
“多才多艺”采收机器人
机器人能替代人类进行重复性劳动，收割和采摘农作物正是重复性劳动，机器人目前正在接管这些任务。虽然种植和收获小麦、大麦等基本粮食可以很容易地由机器人完成，但采摘水果和蔬菜等作物，则需要更加“多才多艺”的机器人。
以色列一家公司特维夫（Tevel）可以提供采收机器人服务。有需要的农民联系该公司，告诉他们面积和作物种类，公司会部署一组机器人进行采收。工作可以全天候不间断进行，收获速度更快，用工更少。特维夫公司表示，这项服务目前基本已在以色列展开，明年将在西班牙、美国和意大利开展试点项目。
机器人自动化过程
苗圃种植是很多人的爱好。在家里种植喜爱的作物，还能获得日常食用的蔬菜和水果。然而，定期管理和浇水相当费时费力，这就是机器人过程自动化发挥最大作用的地方。机器人过程自动化负责所有苗圃种植工作，包括定期浇水和成熟时采摘蔬菜或水果等。
利用计算机视觉除草
杂草是农民最大的敌人，现在可以用机器人来应对这一挑战。机器人沿作物向前移动，通过计算机视觉来区分杂草和农作物。识别出杂草后，它会伸出“手”来，将少量除草剂直接喷洒在杂草上。这也大幅降低了化学品的使用量。
也有机器人使用激光消灭杂草，因此不需要用到化学物质。而且，一些除草机器人能使用太阳能电池板为其工作供电，而其他机器人则使用电池或柴油。
目前，人们已经可以买到多种除草机器人。一些专为家庭花园而设计，这些小机器人就像家里的吸尘机器人；也有为更大的农场服务的大型机器人。
光探测和测距机器人收集数据
了解植物的状态和土壤状况与浇水一样重要。但正常的土壤或植物分析需要很多天，因为农民必须收集样本，再送交研究人员以获得分析结果。但在光探测和测距（LiDAR）机器人的帮助下，这一过程得以简化。这些机器人会收集有关植物健康、生理和应激反应的数据，并利用这些数据改善植物生长状况。
摄影、绘图、监测无人机
图片来源：HowToRobot.com网站
无人机对农业来说并不新鲜。自20世纪80年代以来，无人飞机被用来拍摄田野的航空照片。即使在以人工智能为动力的现代无人机首次亮相时，农业也是率先全面实施该技术的主要领域之一。如今，无人机被用于拍摄3D图像、绘制地图、进行作物监测等。
自主农业机器人
自主农业机器人是机器人技术在农业领域的最新发展。这些机器人具有各种各样的功能和非凡的技术，可以执行多种任务：人工降雨、除草、收割、监测环境并分析土壤情况。它可以处理端到端的农业过程，并用机器代替繁重的手工劳作。
机器人辅助精确灌溉
气候变化和水资源短缺是迫在眉睫需要解决的问题。节约用水是农业的核心，机器人辅助精确灌溉（RAPID）系统是一种针对特定植物来减少水浪费的解决方案。
比如，美国加州大学研究人员研制出一个需要最少人力投入的RAPID系统，该系统使用一台机器来监测和调整连接到灌溉线的水源发射器。加州大学默塞德分校团队则开发了一个RAPID机器人系统来帮助葡萄酒生产者管理他们的水系统，并在整个葡萄园实施精确灌溉。
分拣和包装机器人
在农场作业中，分拣和包装也需要大量人工操作。因此，许多农业公司正在使用分拣和包装机器人来快速简化任务。借助协调能力和跟踪技术，这些机器人可以快速跟踪包装过程。
机器人技术革命显然正在我们眼前发生，农业是全球最大的制造业，对机器人技术的需求巨大。《连线》杂志在报道中强调，虽然新冠疫情放慢了机器人应用的速度，但预计未来5年，全球农场会以超过工业市场的速度将机器人技术融入生产活动。据全球研究公司M&M估算，到2026年，机器人开支将从2021年的近50亿美元增加到120亿美元，农业机器人应用有望在未来几年达到新高度。