我國是人口大國、農(nóng)業(yè)大國,“三農(nóng)”問題是關(guān)系國計(jì)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(jī)械化是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化不可或缺的力量。
從智能播種機(jī),到智能人形采摘機(jī)器人,在2024世界機(jī)器人大會(huì)農(nóng)業(yè)機(jī)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(yùn)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(jī)器都挺實(shí)用的,農(nóng)業(yè)大棚里大型機(jī)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(tái)旋耕機(jī)器人對(duì)記者說。“用機(jī)器種地,效率高、成本低,還能實(shí)現(xiàn)無人化操作,我很期待。”他補(bǔ)充道。
智能播種機(jī)可預(yù)判下籽
前面破土,兩邊鎮(zhèn)壓,方向盤自動(dòng)旋轉(zhuǎn)回正……在2024世界機(jī)器人大會(huì)上,記者見到了這款將人工播種過程機(jī)械化的智能電驅(qū)玉米播種機(jī)。
在實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用中,6到8個(gè)智能播種機(jī)為一組,由拖拉機(jī)牽引,通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)下籽。目前,通過對(duì)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(jī)器內(nèi)置傳感器,如果哪一臺(tái)設(shè)備運(yùn)行不暢,傳感器會(huì)立刻報(bào)警,這樣機(jī)手就可以及時(shí)下車檢查?!必?fù)責(zé)人向記者補(bǔ)充道。
機(jī)器人每小時(shí)嫁接600株
嫁接技術(shù)已經(jīng)在我國實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用,在2024世界機(jī)器人大會(huì)現(xiàn)場(chǎng),一款機(jī)器可以以一種更環(huán)保的方式實(shí)現(xiàn)作物嫁接。
“這類機(jī)器主要用于瓜類的嫁接,所謂嫁接就相當(dāng)于給它們換個(gè)更發(fā)達(dá)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(jī)器人包括上苗-切削,對(duì)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(jī)器人的一大亮點(diǎn)。
傳統(tǒng)的嫁接機(jī)是用塑料夾子將兩個(gè)嫁接苗夾在一塊,脫落后的塑料夾如果未經(jīng)回收,就會(huì)對(duì)土地產(chǎn)生污染。而膠接式嫁接機(jī)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(gè)過程在數(shù)秒內(nèi)就完成了。目前該機(jī)器的測(cè)試效率為每小時(shí)可嫁接600株植物,育苗成本也僅相當(dāng)于于傳統(tǒng)嫁接機(jī)器的30%。
“我是比較看好這臺(tái)機(jī)器的,因?yàn)榄h(huán)保是我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),中國每年因蔬菜嫁接育苗使用的塑料夾制品達(dá)數(shù)萬噸,這個(gè)污染問題還是需要解決的?!痹摍C(jī)器的研發(fā)人員對(duì)記者表示。
此外,他還表示機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人,其主要應(yīng)用于溫室場(chǎng)景,可用于草莓等作物的采摘。目前,該機(jī)器實(shí)現(xiàn)了位置移動(dòng)和機(jī)械臂的協(xié)同作業(yè),即采摘的時(shí)候,車不會(huì)停下來,達(dá)到相對(duì)靜止的采摘效果。不過,要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采摘,首先得讓機(jī)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(biāo)準(zhǔn)就是判斷果實(shí)表面紅色的面積占比,超過一定數(shù)值就會(huì)判定為成熟。通過不同的水果為機(jī)器導(dǎo)入不同的視覺識(shí)別模型,從而做到精準(zhǔn)判斷不同水果是否成熟。
除此之外,由于溫室內(nèi)留給機(jī)器的運(yùn)行空間較小,一些需要較大半徑進(jìn)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(jī)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?shí)驗(yàn),三天左右可以完成農(nóng)戶一個(gè)星期的工作量?!毖邪l(fā)人員說道。
面對(duì)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(jī)器人給出了答案。它的雙手仿造人的五指,有十八個(gè)關(guān)節(jié),可以靈活穿梭在不同位置,平均2秒就完成一個(gè)果實(shí)的采摘。據(jù)悉,這款機(jī)器人可以24小時(shí)連續(xù)工作,即將在陜西省、北京市、河北省等果園農(nóng)場(chǎng)投入使用。
機(jī)器人將實(shí)現(xiàn)手腦協(xié)調(diào)
農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)依然面臨著許多痛點(diǎn)難點(diǎn)問題。業(yè)內(nèi)人士表示,農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)的難點(diǎn)在于不同場(chǎng)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(gè)完全不同的應(yīng)用場(chǎng)景,適用于田地的大型機(jī)械無法在果園的小空間里作業(yè)。因此,農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)朝著更加符合我國國情的方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景的應(yīng)用,真正實(shí)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(cè),未來3至5年,會(huì)實(shí)現(xiàn)專用農(nóng)業(yè)機(jī)器人的商業(yè)化應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)感知,手、眼、腳、腦的協(xié)調(diào)以及采摘、機(jī)械臂的設(shè)計(jì)等問題都會(huì)取得技術(shù)突破。
而未來5至20年,農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有三大趨勢(shì),分別是一機(jī)多用;多機(jī)協(xié)調(diào)還有云端作業(yè)系統(tǒng)。
“根據(jù)國際上機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì),自主、智能、共融、協(xié)作,這是未來機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)。我們可能要引入一些新的技術(shù),特別是材料科學(xué)這個(gè)方面的技術(shù)。”趙春江說。