農(nóng)業(yè)機器人的大蛋糕將突破百億，與工業(yè)機器人比肩

農(nóng)業(yè)科技在過去五年左右快速開展，農(nóng)業(yè)機器人早已不再局限于約翰迪爾（John Deere）的智能拖拉機和農(nóng)業(yè)無人機。北美和歐洲在精準農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)機器人的使用方面處于世界領(lǐng)先水平，但亞太地區(qū)（主要是我國和印度）也在快速增長。
 

        2020年新冠肺炎的全球大爆發(fā)，讓糧食危機重新被民眾察覺，政府也在采取措施擴大糧食生產(chǎn)，穩(wěn)定糧食安全。
考慮到全球迅速增加的人口對糧食的需求不斷攀升，高新科技，尤其是農(nóng)業(yè)技能比以往發(fā)揮著更為要害的效果。人們開端轉(zhuǎn)向?qū)で笾悄芑珳兽r(nóng)業(yè)技能，企圖能夠明顯進步其土地的產(chǎn)值。以強壯的GPS技能和大數(shù)據(jù)為動力的機器人技能在農(nóng)業(yè)范疇的突出效果是人們重視的焦點。

        總體上，人們對物聯(lián)網(wǎng)，尤其是智能農(nóng)業(yè)技能的認識不斷增強，進一步協(xié)助他們最大化地運用農(nóng)業(yè)機器人（例如加速進程、進步效率、并掃除人工失誤的或許性等）。

        依據(jù)Tractica最近的一份報告，到2024年末，農(nóng)業(yè)機器人的年出貨量估計將到達594000臺（2016年的年出貨量僅為33000臺）。接下來，咱們將要點介紹機器人在農(nóng)業(yè)中的一些重要功用和用例：

        1. 農(nóng)業(yè)機器人的品種
跟著大數(shù)據(jù)及技能支撐型農(nóng)業(yè)的鼓起，越來越多的農(nóng)業(yè)機器人開端呈現(xiàn)在大眾的視界中。具有先進人工智能（AI）技能和內(nèi)置剖析體系的機器人正被廣泛運用于各種場合。從農(nóng)作物和牛群的辦理，到奶牛辦理、土壤監(jiān)測和全體農(nóng)業(yè)產(chǎn)值優(yōu)化等。在這些技能的輔助下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了可繼續(xù)開展。除了農(nóng)業(yè)無人機和GPS驅(qū)動的智能遷延機外，擠奶機器人、無人駕駛噴射直升機和物料辦理體系也越來越受歡迎。對水資源的辦理和灌溉是農(nóng)業(yè)機器人帶來可觀收益的另一個范疇。此外，還有“智能收割機器人”，以及用于農(nóng)場庫存辦理的“智能”東西。簡而言之，機器人正在對“數(shù)字農(nóng)場”這一概念進行從頭定義。有趣的是，農(nóng)業(yè)機器人也為室內(nèi)農(nóng)業(yè)實踐助力。

        注：Clearpath Robotics、John Deere、AGCO和Lely等都是全球農(nóng)業(yè)機器人職業(yè)的巨子。

        2. 作物的微觀監(jiān)測
        在美國，農(nóng)業(yè)農(nóng)場的平均規(guī)劃是444英畝（這個數(shù)字在過去的幾十年里一向相對穩(wěn)定）。因而，對大型農(nóng)田進行人工監(jiān)測變得尤為困難，也增加了更多與農(nóng)業(yè)相關(guān)的不確定性要素。為了下降這種危險，農(nóng)業(yè)機器人和無人機就能夠發(fā)揮它們的效果了。它們一般能夠使用強壯的傳感器和測繪技能，為農(nóng)人們帶來全面、實時的作物信息。部分農(nóng)業(yè)機器人，比方BoniRob，它能夠十分接近地上作物，以便傳遞十分微觀的作物信息?，F(xiàn)在一些公司現(xiàn)已開端著手供給成套的農(nóng)業(yè)硬件和軟件剖析東西。

        注：一般來說，農(nóng)業(yè)機器人體系包括5個要害組件：網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星體系、農(nóng)業(yè)機器人、智能手機或平板電腦以及物流單元。

        3. 微型噴灑和除草
        微型噴灑和除草機器人是現(xiàn)在很受歡迎的辦法之一，它能夠代替手藝在田間噴灑農(nóng)藥。傳統(tǒng)的人工噴灑和除草過于耗時，過度運用化學(xué)物質(zhì)，形成糟蹋，還或許對環(huán)境發(fā)生不利影響。用于除草的農(nóng)業(yè)機器人裝備了先進的計算機“視覺”，能夠準確識別受雜草損害的區(qū)域，并在這些區(qū)域噴灑所需用量的殺蟲劑。在某種程度上，這削減了除草劑的運用，也協(xié)助農(nóng)人削減了不必要的開支。此外，農(nóng)人們還能夠運用機器人來發(fā)現(xiàn)和根除雜草（而非在雜草上噴灑化學(xué)物質(zhì)清除）。每臺農(nóng)業(yè)機器人使用自動除草技能平均能夠殺死約90%的害蟲，一起節(jié)約75%的農(nóng)藥運用量。

        注：激光技能也可用于某些農(nóng)業(yè)機器人除雜草。準確的觸覺感知能力也是一個好的除草/微噴機器人必須具有的。

        4. 無人機和傳感器的效果
        到2017年1月，全球農(nóng)業(yè)無人機商場的價值現(xiàn)已升至3250萬美元（依據(jù)PwC的一份報告顯現(xiàn)）。土地測繪、農(nóng)田害蟲勘探和一般的作物查看等是無人機廣泛運用的首要范疇。事實上，農(nóng)業(yè)無人機或許在不遠的將來就能“互相溝通”并實現(xiàn)“團隊合作”（例如，深度的農(nóng)作物處理、灌溉辦理和除草）。在智能農(nóng)業(yè)生態(tài)體系中，傳感器一直都起著至關(guān)重要的效果。例如，土壤濕度傳感器能夠繼續(xù)盯梢土壤狀況（例如濕度水平等），將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端網(wǎng)絡(luò)，并提醒農(nóng)人當(dāng)令進行灌溉。因而，水資源糟蹋也削減了。在新西蘭，農(nóng)人們用SmartN來追蹤奶牛排尿的地址，因為這些當(dāng)?shù)鼐筒恍枨笕魏畏柿匣蚧瘜W(xué)品了，這樣也能夠削減化肥的運用。如果沒有無人機和傳感器的輔助，農(nóng)業(yè)機器人的功效將十分有限。

        注：到2020年末，農(nóng)業(yè)無人機商場規(guī)劃將到達29億美元，比2015年同期增加近5倍。

        5. 更有用地采摘、分類和收割
        歐盟贊助的農(nóng)作物項目（農(nóng)作物智能機器人）早已表明晰這一點。現(xiàn)在專用于采摘和分類“無核小果”的運用程序現(xiàn)已開端進行測驗和布置，這些運用程序一般具有這項作業(yè)所需的手藝靈巧度（而小麥和玉米等作物能夠很簡單被收割機收割）。

        國際搶先的研討公司Octinion幾個月前發(fā)布了一款草莓采摘機器人的樣機。該機器人能夠?qū)?0%的老練草莓進行分類和采摘（日本Shibiya Seiki公司在2013年展示過一款類似的農(nóng)業(yè)機器人）。

        裝備有真空清除機制和計算機視覺（這樣對作物自身或果實都不會形成任何損害）的自動蘋果采摘機器人開端進入人們的視界，估計它們將在未來幾年內(nèi)成為絕對的干流。

        農(nóng)業(yè)機器人的視覺體系使其能夠測量果實的老練度，檢測果實上是否有塵埃，以及辦理溫度和風(fēng)力條件。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，農(nóng)作物在收割時受損是很大的一個問題，而農(nóng)業(yè)機器人的呈現(xiàn)無疑能夠消除這種擔(dān)憂。

        注：Abundant機器人公司（美國加州）和FF機器人公司（以色列）都在進行蘋果采摘機器人的試運行。產(chǎn)品中內(nèi)置的人工智能傳感器還能夠讓農(nóng)人清晰作物的收割時刻。

        6. 機器人耕作的首要驅(qū)動力
        到2024年，全球農(nóng)業(yè)機器人商場的年收入將超越740億美元。全球人口呈指數(shù)級增加，能夠說是機器人精準農(nóng)業(yè)快速開展背后的最首要的要素，因為要養(yǎng)活的人口更多，土地資源總量有限，產(chǎn)值必須最大化。運用農(nóng)業(yè)機器人和智能農(nóng)業(yè)技能或許發(fā)生巨大的規(guī)劃經(jīng)濟效益。

        一方面，農(nóng)場工人的工資占農(nóng)業(yè)總支出的41%，這也促使農(nóng)場主用農(nóng)業(yè)機器人來替代部分勞動力。

        另一方面，缺少足夠的勞動力也是原因之一?，F(xiàn)在大多數(shù)年輕人對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)都不感興趣。不斷增加的糧食短缺水平、繼續(xù)的氣候變化，現(xiàn)有的人工農(nóng)業(yè)瓶頸（以及不確定性和低產(chǎn)值），都使得人們轉(zhuǎn)而運用農(nóng)業(yè)機器人作為可行且高效的人工替代品。物聯(lián)網(wǎng)對農(nóng)業(yè)的影響繼續(xù)增強，農(nóng)業(yè)機器人剛好為其供給了諸多的便利。

        關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人職業(yè)來說，并非一切都一帆風(fēng)順?，F(xiàn)在技能自身相當(dāng)分散，農(nóng)人普遍缺少認識，存在基礎(chǔ)設(shè)施問題，機器人在農(nóng)業(yè)中的優(yōu)點或許不會在短期內(nèi)實現(xiàn)?？墒歉r(nóng)業(yè)技能標準的進一步開展，這些問題都將逐漸得到解決。

        7. 農(nóng)業(yè)機器人進行栽培和耕種
        2016至2017年，印度近16%的生果和蔬菜產(chǎn)值丟失，谷物的糟蹋率也高得驚人。實際上，很多糟蹋都發(fā)生在耕種的時候。然而這僅僅是因為農(nóng)人運用過時的辦法從移動的遷延機上噴灑種子（運用所謂的“耕種機”），從而形成了糟蹋。

        具有高尖端地理測繪功用的農(nóng)場機器人能夠有用避免這種糟蹋。這些農(nóng)場機器人能夠準確地確定所有相關(guān)的土壤特征，從而使種子在正確的時刻播撒在正確的位置。

        它們還能夠為苗圃自動化供給動力，保證對所有的溫室扶植進行優(yōu)化，比方盆栽、耕種和倉儲。準確耕種，在某種程度上，便是讓作物從種子到最后老練收割的或許性最大化。

        注：跟著全球城市化的快速開展，農(nóng)業(yè)機器人正協(xié)助創(chuàng)建、辦理和維護室內(nèi)農(nóng)場（在城市環(huán)境中）。在香港，這樣一個農(nóng)場機器人體系能夠削減95%的用水量，一起植物的成長也大大加速。

        8. 無人駕駛技能和機器人的崛起
        智能遷延機現(xiàn)已存在很長時刻了，但因為某些要素，這項技能仍開展很慢。其中最首要的是傳感器相對較高的價格（關(guān)于一般農(nóng)戶來說，這或許是一個首要的要素），缺少相關(guān)知識導(dǎo)致的不信任，以及監(jiān)管問題。但展望未來，農(nóng)業(yè)機器人肯定有潛力引入無人駕駛的農(nóng)業(yè)技能。

        估計到2028年，智能遷延機的總出貨量將到達70萬輛，到2038年，將售出4萬多輛5級遷延機。據(jù)專家稱，2024年將是農(nóng)業(yè)機器人的“觸發(fā)年”，之后出貨量將開端大幅加速。農(nóng)場自動化配套的本錢也將開端逐漸下降，進一步推進大規(guī)劃運用。“智能農(nóng)業(yè)機器人”并不會徹底替代人類在農(nóng)業(yè)范疇的位置，但在可預(yù)見的未來，它們將成為自主精準農(nóng)業(yè)的代表性產(chǎn)品。

        9. 擠奶機器人等的運用
到2017年第三季度，全球已有34000多臺擠奶機器人（簡稱RMS）在農(nóng)場投入運用。在擠奶之前，它們會在奶牛的乳房上噴灑“安全”消毒劑，而非處理細菌感染的危險和牛奶產(chǎn)值低的問題。更重要的是，這些機器人還會協(xié)助動物“準備”擠奶，這保證了取得的牛奶的量和質(zhì)都是最佳的。依據(jù)經(jīng)歷，擠奶的頻率必須在整個泌乳周期中穩(wěn)步下降?，F(xiàn)在擠奶機器人價格昂揚（一臺能擠50-70頭奶牛的機器人大約價值175000美元），但跟著商場開展，估計本錢將會下降。通過恰當(dāng)?shù)霓k理和標準的操作（對勞動力的培訓(xùn)也至關(guān)重要），擠奶機器人具有很明顯的優(yōu)勢。雖然一開端或許并不明顯。

        10. 修剪和切開作物
農(nóng)田里作物種子之間的抱負距離應(yīng)該是多少呢？怎樣才能使作物健康成長的或許性到達最佳呢？從傳統(tǒng)來看，農(nóng)人們一般憑借經(jīng)歷和猜測。不過，現(xiàn)在專門的農(nóng)業(yè)機器人能夠測量植物的“正確”密度，從而實現(xiàn)最佳的成長（這些機器人一般會下降作物栽培的密度）。這便是所謂的“細化”。農(nóng)業(yè)機器人還能夠被用來對作物進行修剪或切開，以促進它們的健康成長。無論是“修剪”還是“切開”作物，農(nóng)業(yè)機器人都運用了高尖端的計算機視覺技能?，F(xiàn)在葡萄酒職業(yè)現(xiàn)已實現(xiàn)了自動修剪（葡萄園機器人Wall-Ye），并且藍莓修剪機器人也已開發(fā)出來。

        注：上一年，藍河科技公司（Blue River Technologies）生產(chǎn)的生菜機器人取得了“農(nóng)業(yè)出色產(chǎn)品立異”獎。

        11. 農(nóng)業(yè)機器人仍需技能改善
        即便如此，問題依然存在。首要，缺少一致有用的監(jiān)管對設(shè)備制造商和農(nóng)人來說都是一個大問題。機器人的定位精度也待進步（這反過來將使除草、灌溉、作物監(jiān)測和其他活動更加有用）。農(nóng)場機器人對人類和環(huán)境的安全系數(shù)依然存在疑問。此外，現(xiàn)在也不確定誰來承當(dāng)職責(zé)，如果意外事故發(fā)生的話。并且為了進行準確的剖析（例如，在采摘前確定生果的老練度），機器人需求考慮溫度動搖和光線變化等外部要素。安裝和布置農(nóng)業(yè)機器人需求較大的出資，除非技能得到恰當(dāng)?shù)母纳疲蝗凰鼈儗o法供給物有所值的服務(wù)。

        注：精準灌溉在全球范圍內(nèi)迅速普及。與傳統(tǒng)灌溉辦法相比，它有兩個重要的優(yōu)勢：首要，曾經(jīng)無法延伸到的地區(qū)現(xiàn)在能夠到達了，其次，能夠單獨針對作物。

        12. 機器人牧羊
        牧牛是最古老的，一起也是最扎手的作業(yè)之一。農(nóng)業(yè)機器人能夠以無人機的方式，使這一過程實現(xiàn)自動化。愛爾蘭和新西蘭現(xiàn)已開端運用無人機來辦理羊群了。這些無人機能夠進行長途操作，并且它們會繼續(xù)盯梢以保證沒有家畜走散。

        另一方面，這些無人機的電池壽數(shù)很短（約20-25分鐘），價格卻很貴（Q500無人機售價1299美元）。在澳大利亞，許多牧場主運用直升機進行放牧。對他們而言，無人機是一個更好的選擇，相關(guān)于人工飼養(yǎng)，也更便宜。

        注：因為農(nóng)場機器人的呈現(xiàn)，農(nóng)業(yè)施肥也發(fā)生了革命性的變化。例如，Rowbot的農(nóng)業(yè)機器人就保證了氮肥的有用使用。

農(nóng)業(yè)機器人的使用跨越了國界、地形、生產(chǎn)方式，具有廣闊的運用空間和市場需求，無論是國內(nèi)還是國外，是山區(qū)還是平原、是農(nóng)田還是果園，無論是在養(yǎng)殖過程還是采摘過程，都可以得到規(guī)模應(yīng)用。共享、租賃、組織運營抑或是企業(yè)采買，市場都可以得到快速推進。
農(nóng)業(yè)機器人的”蛋糕“雖大，然而如何搶占先機，占據(jù)市場，適應(yīng)環(huán)境和未來的可持續(xù)發(fā)展需求，國內(nèi)的生常者和運營者還有一段較長的路程要走。