我國是人口大國、農(nóng)業(yè)大國,“三農(nóng)”問題是關(guān)系國計民生的根本性問題。在科技浪潮洶涌澎湃的今天,農(nóng)業(yè)機械化是推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不可或缺的力量。
從智能播種機,到智能人形采摘機器人,在2024世界機器人大會農(nóng)業(yè)機器人的相關(guān)展區(qū),記者看到伴隨著新技術(shù)和設(shè)備在農(nóng)業(yè)中越來越廣泛地運用,我國農(nóng)業(yè)正向著無人化、綠色可持續(xù)的高質(zhì)量方向發(fā)展。
“我感覺這些機器都挺實用的,農(nóng)業(yè)大棚里大型機器用不了,就得依靠這些小型設(shè)備?!币晃粡氖罗r(nóng)業(yè)相關(guān)工作的游客指著一臺旋耕機器人對記者說?!坝脵C器種地,效率高、成本低,還能實現(xiàn)無人化操作,我很期待。”他補充道。
智能播種機可預(yù)判下籽
前面破土,兩邊鎮(zhèn)壓,方向盤自動旋轉(zhuǎn)回正……在2024世界機器人大會上,記者見到了這款將人工播種過程機械化的智能電驅(qū)玉米播種機。
在實際場景應(yīng)用中,6到8個智能播種機為一組,由拖拉機牽引,通過電機驅(qū)動下籽。目前,通過對電驅(qū)播種控制系統(tǒng)的應(yīng)用,每一粒籽之間的播種距離以及下籽量可以人為調(diào)控,保證株距均勻和出苗一致,有效提高產(chǎn)量。“機器內(nèi)置傳感器,如果哪一臺設(shè)備運行不暢,傳感器會立刻報警,這樣機手就可以及時下車檢查。”負責人向記者補充道。
機器人每小時嫁接600株
嫁接技術(shù)已經(jīng)在我國實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用,在2024世界機器人大會現(xiàn)場,一款機器可以以一種更環(huán)保的方式實現(xiàn)作物嫁接。
“這類機器主要用于瓜類的嫁接,所謂嫁接就相當于給它們換個更發(fā)達的根部,從而提高存活率?!毖邪l(fā)人員向記者介紹,這款膠接式嫁接機器人包括上苗-切削,對接-噴膠、攏苗-固化和下苗四工位,環(huán)保是這款膠接式嫁接機器人的一大亮點。
傳統(tǒng)的嫁接機是用塑料夾子將兩個嫁接苗夾在一塊,脫落后的塑料夾如果未經(jīng)回收,就會對土地產(chǎn)生污染。而膠接式嫁接機器人使用可降解UV膠代替了傳統(tǒng)塑料夾,噴完膠之后再通過LED燈固化,整個過程在數(shù)秒內(nèi)就完成了。目前該機器的測試效率為每小時可嫁接600株植物,育苗成本也僅相當于于傳統(tǒng)嫁接機器的30%。
“我是比較看好這臺機器的,因為環(huán)保是我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢,中國每年因蔬菜嫁接育苗使用的塑料夾制品達數(shù)萬噸,這個污染問題還是需要解決的?!痹摍C器的研發(fā)人員對記者表示。
此外,他還表示機器的一頭一尾兩工位還不算成熟,“未來我們還想在上苗環(huán)節(jié)研制出機械手,這樣就不用人手去拿著嫁接了。而嫁接完成的苗還需快速回栽到穴盤中,以提高成活率,這種回栽裝置還需繼續(xù)研究?!?/div>
采摘機器人2秒摘果
有好身手,才能是好幫手。
在采摘環(huán)節(jié),記者看到了一款田野漫步者機器人,其主要應(yīng)用于溫室場景,可用于草莓等作物的采摘。目前,該機器實現(xiàn)了位置移動和機械臂的協(xié)同作業(yè),即采摘的時候,車不會停下來,達到相對靜止的采摘效果。不過,要實現(xiàn)自動采摘,首先得讓機器明白水果是否成熟。據(jù)相關(guān)研發(fā)人員介紹,判斷草莓成熟的標準就是判斷果實表面紅色的面積占比,超過一定數(shù)值就會判定為成熟。通過不同的水果為機器導(dǎo)入不同的視覺識別模型,從而做到精準判斷不同水果是否成熟。
除此之外,由于溫室內(nèi)留給機器的運行空間較小,一些需要較大半徑進行調(diào)頭的設(shè)備并不適用,因此這款田野漫步者采用了四轉(zhuǎn)四驅(qū)技術(shù),讓機器可以原地調(diào)頭。
“目前北京已經(jīng)沒有草莓了,我們?nèi)ピ颇夏沁呑鰧嶒灒熳笥铱梢酝瓿赊r(nóng)戶一個星期的工作量?!毖邪l(fā)人員說道。
面對水果采摘過程中表皮容易被破壞、損傷率高的問題,偉景智能人形采摘機器人給出了答案。它的雙手仿造人的五指,有十八個關(guān)節(jié),可以靈活穿梭在不同位置,平均2秒就完成一個果實的采摘。據(jù)悉,這款機器人可以24小時連續(xù)工作,即將在陜西省、北京市、河北省等果園農(nóng)場投入使用。
機器人將實現(xiàn)手腦協(xié)調(diào)
農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)依然面臨著許多痛點難點問題。業(yè)內(nèi)人士表示,農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)的難點在于不同場景下的應(yīng)用需求都是不同的。比如說小果園和大片的田地就是兩個完全不同的應(yīng)用場景,適用于田地的大型機械無法在果園的小空間里作業(yè)。因此,農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)朝著更加符合我國國情的方向發(fā)展,實現(xiàn)多場景的應(yīng)用,真正實現(xiàn)科技助農(nóng)。
中國工程院院士,國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江預(yù)測,未來3至5年,會實現(xiàn)專用農(nóng)業(yè)機器人的商業(yè)化應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機器人在復(fù)雜環(huán)境下的精準感知,手、眼、腳、腦的協(xié)調(diào)以及采摘、機械臂的設(shè)計等問題都會取得技術(shù)突破。
而未來5至20年,農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展有三大趨勢,分別是一機多用;多機協(xié)調(diào)還有云端作業(yè)系統(tǒng)。
“根據(jù)國際上機器人的發(fā)展趨勢,自主、智能、共融、協(xié)作,這是未來機器人發(fā)展的趨勢。我們可能要引入一些新的技術(shù),特別是材料科學這個方面的技術(shù)。”趙春江說。