我國是人口大國、農業(yè)大國,“三農”問題是關系國計民生的根本性問題。在科技浪潮洶涌澎湃的今天,農業(yè)機械化是推動農業(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世界機器人大會農業(yè)機器人的相關展區(qū),記者看到伴隨著新技術和設備在農業(yè)中越來越廣泛地運用,我國農業(yè)正向著無人化、綠色可持續(xù)的高質量方向發(fā)展。
“我感覺這些機器都挺實用的,農業(yè)大棚里大型機器用不了,就得依靠這些小型設備?!币晃粡氖罗r業(yè)相關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。
智能播種機可預判下籽
前面破土,兩邊鎮(zhèn)壓,方向盤自動旋轉回正……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玉米播種機。
在實際場景應用中,6到8個智能播種機為一組,由拖拉機牽引,通過電機驅動下籽。目前,通過對電驅播種控制系統(tǒng)的應用,每一粒籽之間的播種距離以及下籽量可以人為調控,保證株距均勻和出苗一致,有效提高產量。“機器內置傳感器,如果哪一臺設備運行不暢,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
嫁接技術已經在我國實現(xiàn)了廣泛的應用,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回收,就會對土地產生污染。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。據相關研發(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,由于溫室內留給機器的運行空間較小,一些需要較大半徑進行調頭的設備并不適用,因此這款田野漫步者采用了四轉四驅技術,讓機器可以原地調頭。
“目前北京已經沒有草莓了,我們去云南那邊做實驗,三天左右可以完成農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、河北省等果園農場投入使用。
機器人將實現(xiàn)手腦協(xié)調
農業(yè)機器人的研發(fā)依然面臨著許多痛點難點問題。業(yè)內人士表示,農業(yè)機器人研發(fā)的難點在于不同場景下的應用需求都是不同的。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,農業(yè)機器人應朝著更加符合我國國情的方向發(fā)展,實現(xiàn)多場景的應用,真正實現(xiàn)科技助農。
中國工程院院士,國家農業(yè)信息化工程技術研究中心主任趙春江預測,未來3至5年,會實現(xiàn)專用農業(yè)機器人的商業(yè)化應用。農業(yè)機器人在復雜環(huán)境下的精準感知,手、眼、腳、腦的協(xié)調以及采摘、機械臂的設計等問題都會取得技術突破。
而未來5至20年,農業(yè)機器人的發(fā)展有三大趨勢,分別是一機多用;多機協(xié)調還有云端作業(yè)系統(tǒng)。
“根據國際上機器人的發(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,特別是材料科學這個方面的技術?!壁w春江說。