采草莓采茶叶除草种树打农药……中国农业机器人在农村大展身手

摘要:草莓采摘机器人:由北京市海淀区农业农村局和北京市农林科学院赵春江院士等团队研发,其混联机械臂可灵活躲避障碍物,移动平台能实现多种特殊转向和精准速度控制,可精准感知光强变化实现低损采摘,预计节省劳动力80%以上,每亩成本节省6000元,适用于草莓种植园等设施农业

随着AI时代和智慧时代到来,智慧农业已经开始展露头角,中国已经开发的农业机器人种类丰富,以下是一些代表:

采摘类

- 草莓采摘机器人:由北京市海淀区农业农村局和北京市农林科学院赵春江院士等团队研发,其混联机械臂可灵活躲避障碍物,移动平台能实现多种特殊转向和精准速度控制,可精准感知光强变化实现低损采摘,预计节省劳动力80%以上,每亩成本节省6000元,适用于草莓种植园等设施农业场景。

- 苹果双臂采摘机器人:由西北农林科技大学研发,辨认采摘苹果仅需0.015秒,在适宜机械作业场景中,效率可抵5至8人,主要应用于苹果园。

- 第五代智能采茶机器人:由浙江理工大学农业机器人与装备创新团队研制,面对西湖龙井芽叶识别准确率可达86%,采一颗芽叶仅耗时1.5秒左右,主要应用于茶园。

- 食用菌自动采摘机器人:如浙江省桐乡市某农业科技企业使用的采摘食用菌的机器人,带有真空负压仿生柔性吸盘,能避免损伤菌盖,可沿菇床移动并判断蘑菇成熟度,适用于菇房等食用菌种植场所。

除草类

- 全天候智能激光除草机器人:由华工科技与哈工大机器人实验室合作研发,通过配备激光头、照明灯和高分辨率摄像机,利用高速摄影和人工智能技术精确识别杂草和作物,杂草识别率≥95%,杂草去除率≥90%,可24小时不间断工作,主要应用于大田种植场景,如黑龙江省黑河市爱辉区的大豆、玉米种植田。

作业辅助类

- 路轨两用设施园艺作业喷雾机器人:由北京市海淀区相关团队研发,配备路轨两用通用底盘和多传感器融合导航定位技术,集成喷雾、监测、追溯一体的喷雾技术系统,能适应超大型玻璃温室环境,实现在大型连栋温室内自主换轨连续作业,可节约劳动力85%以上,适用于大型玻璃温室种植场景。

- 智能植树机器人:如由华东师范大学联合华为AI技术团队研发的“东方青帝-椿”,搭载5G互联和人工智能技术,具备自动驾驶能力,能自主识别易种植区域并进行全自动化播种,成活率高达95%,主要应用于荒漠化、土地退化地区的防护林建设以及城市绿化、农田种植等场景 。

农业机器人的研发和应用带来的社会和经济效益显著,主要体现在以下几个方面:

社会效益

- 缓解劳动力短缺问题:随着城市化进程的加快,农村劳动力大量向城市转移,导致农业劳动力短缺。农业机器人的应用可以弥补这一缺口,使农业生产得以持续稳定进行。

- 提升农业生产安全性:农业生产中的一些工作,如农药喷洒、高处作业等存在一定的危险性。农业机器人的应用可以将农民从这些危险环境中解放出来,降低农业生产中的安全风险,减少因生产事故导致的人员伤亡。

- 促进农业现代化发展:农业机器人是农业现代化的重要标志之一,其研发和应用有利于推动农业生产方式的变革,提高农业生产的科技含量和智能化水平,促进农业与信息技术、自动化技术等的深度融合,加速农业现代化进程。

- 保障国家粮食安全:通过提高农业生产效率和精准度,农业机器人有助于增加粮食产量和农产品供应,保障国家的粮食安全和农产品稳定供应,减少对进口农产品的依赖。

经济效益

- 提高农业生产效率:农业机器人能够24小时不间断工作,且不受疲劳、情绪等因素影响,其工作效率远高于人工。例如,一台棉花打顶机器人作业效率是人工的50倍,可大幅缩短农业生产周期,提高土地利用率和产出率。

- 降低农业生产成本:虽然农业机器人的研发和购买成本较高,但从长期来看,其使用可以减少人工投入,降低劳动力成本。此外,农业机器人还能提高资源利用效率,如精准施肥、精准灌溉等,减少化肥、农药和水资源的浪费,降低农业生产资料成本。

- 增加农民收入:农业机器人的应用提高了农业生产效率和农产品产量,同时降低了生产成本,使农民能够获得更多的经济收益。农民还可以利用节省下来的时间和精力从事其他工作,增加额外收入。

- 带动相关产业发展:农业机器人的研发和应用涉及到机械制造、电子技术、传感器技术、人工智能等多个领域,将带动相关产业的发展,创造更多的就业机会和经济增长点。

未来会开发多种适合于农村农业农民的机器人,以下是一些可能的方向:

种植管理类

- 智能播种机器人:能根据土壤肥力、气候条件等因素,精准确定播种位置、深度和间距,实现多种作物种子的自动化播种,提高播种效率和出苗率。

- 作物监测与诊断机器人:配备高分辨率摄像头和传感器,可实时监测作物的生长状况,如叶片颜色、植株高度、病虫害情况等,并通过人工智能算法进行分析和诊断,及时发现问题并提供解决方案。

养殖辅助类

- 畜牧养殖机器人:可以自动完成牲畜的喂食、饮水、清粪等日常管理工作,还能实时监测牲畜的健康状况,如体温、心率、采食情况等,一旦发现异常及时预警。

- 水产养殖机器人:能在鱼塘、虾塘等水域自动巡逻,监测水质参数,如水温、酸碱度、溶氧量等,同时还可以进行饲料投喂、疾病预防等工作,提高水产养殖的效率和质量。

农产品加工类

- 水果分拣包装机器人:利用机器视觉和传感器技术,快速识别水果的大小、形状、颜色、成熟度等,按照预设标准进行分拣和包装,提高分拣效率和准确性,减少人工成本。

- 粮食加工机器人:可实现粮食的自动化收割、脱粒、烘干、磨粉等加工流程,提高加工效率和质量,降低劳动强度。

农业设施维护类

- 温室环境调控机器人:在温室大棚内自动监测温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境参数,根据作物生长需求自动调节通风、遮阳、灌溉、施肥等设备,创造适宜的生长环境。

- 灌溉设施维护机器人:定期对灌溉管道、喷头等设施进行巡检,及时发现并修复漏水、堵塞等问题,确保灌溉系统的正常运行,提高水资源利用效率。

来源:耀中品牌课

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