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用于农业种植活动机器人的现在和未来

2023-02-20 14:33 性质:原创 作者:南山 来源:AGV网
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在农业中使用机器人进行各种类型的耕作作业的可能性比您想象的要广泛。力学、类型学、引擎、功能:这是您需要了解的内容和开放的机会。经验之谈在农业中使用机器人的范围比你想象的要宽广。从修剪...

农业中使用机器人进行各种类型的耕作作业的可能性比您想象的要广泛。力学、类型学、引擎、功能:这是您需要了解的内容和开放的机会。

经验之谈

在农业中使用机器人的范围比你想象的要宽广。从修剪到播种,没有一个地方是不被触及的。据市场估计,从现在到2030年,它们将呈指数式增长。

从弥补人员短缺的需要到使农业更有效率和可持续发展的需要,农业中机器人的发展有很多原因。所有这些都为研究和创业提供了相当多的机会。

目前的情况虽然充满活力,但却存在一些监管和基础设施方面的差距。简而言之:需要最新的法规和令人满意的互联网覆盖。对于其他人来说,未来都在机器人一边。

农业中的机器人是在耕种领域执行各种任务的真正可能性。从挤奶到播种,从马厩到田地,可能性很多,即使它们的技术发展正处于全面演变之中。

人们对农业中的机器人技术有相当大的兴趣:正如Emergen Research(一家专注于新兴行业的联合研究和咨询公司)估计的那样,市场将从2021年的近70亿美元增长到2030年的990亿美元以上。但这种显著增长的原因是什么?首先是工人的短缺,这或多或少影响到所有国家。

Coldiretti Cuneo在2022年12月指出了这个问题,他指出:"为了节省农作物,皮埃蒙特至少有23%的养老金领取者继续从事农业工作",但这个问题在北方和南方都有感受。"

英国,全国农民联盟(NFU)估计,田间工人的短缺正在造成超过6000万英镑的浪费--以未收获的水果和蔬菜为例。"

对机器人盟友的需求也是由于技术的推动,使耕作方法更加高效、精简和可持续。这也是精准农业越来越受欢迎的原因之一,其目的是减少时间和成本,最大限度地提高作物的质量,增加产量,同时以更可持续的方式管理田间工作[更多细节,我们建议阅读我们的机器人技术指南,其中解释了什么是机器人技术,它是如何工作的,有哪些应用实例 - 编者注]。

农业中的机器人:自动化的发展带来的好处

但是,机器人在农业中的应用有多广泛,特别是在田间工作方面?在回答这个问题之前,必须牢记,应用于农业种植的机器人技术是农学、计算机科学和机械、电子和TLC工程之间不断污染的过程的结果。

它是自动化的最先进成果,从制导系统开始,逐渐扩展到其他业务,并具有显著的优势。其中之一是通过委托机器人进行某些作物操作来增加可支配的表面积,通常是那些重复性较高或需要少量决策的作物。

意大利帕多瓦大学土地和农林系统系的专家研究员Marco Sozzi说:"这第一个结果,是农业机械化的结果,使更多的土地和被认为是边缘的土地得到利用成为可能。另一个优点是提高了单一文化操作的能源效率。"

机器人机器通常是混合型的,即它们将内热式发动机与变频器结合起来,进行电力服务并优化柴油消耗和温室气体排放。

然而,从市场数据可以看出,最现代化的农业机器人是电动车:事实上,78%的电动车是电动车,而8%是混合动力车。电力驱动导致更少的部件(电动汽车的机械装置比内热汽车的机械装置更简单),这就转化为更紧凑和更轻的车辆,单位重量的功率密度更高。

此外,使用自动化程度高的机器会使操作人员更加安全,他们可以远程进行耕种操作,而不必亲自参与。

Asaps观察站报告说,如果我们考虑到从2010年到2021年,有4,555起涉及农业拖拉机的严重事故,其中2,050人死亡,3,067人受伤,这个因素就相当重要。

农业机器人:类型、等级……

至于按功率等级和类型划分的可能细分,可以确定四种。第一个将每公斤功率密度低的机器人平台和主要是太阳能类型的电源结合在一起,非常适合相对非常简单的应用,例如监控

"另一方面,在第二类中,大多数电动机器人被分组执行更复杂的动作,例如除草和防御。另一方面,在第三类中,我们的机器人具有更大的重量功率比,可用作工具载体和耕地。最后,在第四类中,我们发现了用于播种等特定活动的农业机器人。"帕多瓦大学的研究人员解释说。在后一类中,正在研究对地面重量进行建模的可能性,从数据库中提取并改变重量的划分。

但是农业机器人主要在哪里开展活动,尤其是在耕种领域?他们主要考虑的作物范围从草本植物(占平均数 44% 的普遍作物)到树木 (35%) 和蔬菜 (21%)。

农业机器人的尺寸和功能

就尺寸而言,它们的范围从大小与传统拖拉机或多或少相似的工具车到可能在车队中活跃的更苗条的播种车。

至于它们的设计功能,大多数集中在机械除草和防御上:38% 的手段用于这两个目的(每个目的各占 19%)。

其次是监控车(16%)、工具车和收集车(均占13%)。自主拖拉机(3%)仍然是一个利基市场。在最后这方面,在研究层面开发的手段中,值得注意的是GRAPE,一种用于监测和保护葡萄园的自主机器人,由米兰理工学院的 AIRLAB(人工智能和机器人实验室)创建,目的是控制葡萄园里没有杀虫剂的害虫。配备手臂和信息素涂层设备分配器的机器人的任务是在葡萄园中导航,为设备找到合适的位置并放置它们。

但由于其操作复杂性的特点,不乏特别有趣的解决方案:在这方面,意大利也可以算上皮亚琴察天主教大学和 IIT 团队以协作机器人的形式合作的成果- 由皮亚琴察大学的团队开发的精确协作臂 - 专门从事葡萄树修剪。它安装在意大利理工学院制造的 HyQReal 四足机器人上,能够在崎岖不平的道路上移动。

正在研究的农业机器人的其他可能性包括正在申请专利的设备 - 也是意大利制造 - 它允许您自动将动力输出、液压和电源插座连接到拖拉机,完全安全且节省大量时间。

农业机器人市场

还是关于农业机器人的问题,主要生产国是美国法国,但具体市场的特点是存在大量的初创企业和从大学衍生出来的创新现实。

另一方面,这是一个充分演变的方案,它以研究为主导因素。经常发生的情况是,这些研发公司被大集团所接管。

最具代表性的例子是巨头约翰迪尔以2.5亿美元收购了熊旗机器人公司(专门从事传统拖拉机的自动化,利用人工智能系统将其转变为几乎自主的车辆)。

通过查看该领域涌现出的创新公司的数量,也可以感受到来自初创公司的推动力:根据Better Food Ventures的数据,有近250家农业机器人初创公司,它们将与农业有关的各种活动自动化。该地图是与加利福尼亚大学的农业和自然资源部合作制作的。

农业中的机器人:法规、限制和开放的视角

如果在技术层面上,农业中的机器人正在取得重大进展,那么在监管方面就不是这样了。正如Marco Sozzi本人在Fieragricola技术公司的一次会议上所指出的:"目前,关于在农业中使用机器人的规定是指2006年的机械指令,此外还有一系列与民法和安全相关的规定。这项指令目前正在讨论中,一个新的法规将取代它:后者实际上是欧洲立法者立法行动的一部分,与网络安全、人工智能、数据管理、甚至与排放有关的法规等相关联。"

这一规定应该带来好处,包括对机器人机器进行远程控制的可能性。希望这将导致机器管理的更大自主性,当然,同时规定要遵守最严格的安全措施。

另一点需要考虑的是,用于农业的机器人解决方案是与互联网相连的。这是需要考虑的一点,也是网络覆盖不够充分时的一个限制。需要有基础设施来确保在任何时候的覆盖。

最后但肯定不是最不重要的:需要技能,需要能够操作机器的训练有素的人。因此,并不缺乏差距,但道路是标明的:在农业中使用机器人所带来的机会对它们不发展是决定性的。技术的发展,越来越大的自动化的可能性--也得益于人工智能技术的使用--以及减少环境影响和提高产量的需要,使我们对其逐步推广持乐观态度。

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