正如我們所知，農業正以一種全新的姿態改變。

考慮到全球迅速增長的人口對糧食的需求不斷攀升，高新科技，尤其是農業技術比以往發揮著更為關鍵的作用。人們開始轉向尋求智能化精準農業技術，試圖能夠顯著提高其土地的產量。以強大的GPS技術和大數據為動力的機器人技術在農業領域的突出作用是人們關注的焦點。

農業科技在過去五年左右快速發展，農業機器人早已不再局限于約翰迪爾（John Deere）的智能拖拉機和農業無人機。北美和歐洲在精準農業和農業機器人的使用方面處于世界領先水平，但亞太地區（主要是中國和印度）也在快速增長。

總體上，人們對物聯網，尤其是智能農業技術的認識不斷增強，進一步幫助他們最大化地使用農業機器人（例如加快進程、提高效率、并排除人工失誤的可能性等）。

根據Tractica最近的一份報告，到2024年底，農業機器人的年出貨量預計將達到594000臺（2016年的年出貨量僅為33000臺）。接下來，我們將重點介紹機器人在農業中的一些重要功能和用例：

1. 農業機器人的種類

隨著大數據及技術支撐型農業的興起，越來越多的農業機器人開始出現在大眾的視野中。擁有先進人工智能（AI）技術和內置分析系統的機器人正被廣泛應用于各種場合。從農作物和牛群的管理，到奶牛管理、土壤監測和整體農業產量優化等。在這些技術的輔助下，農業生產實現了可持續發展。除了農業無人機和GPS驅動的智能拖拉機外，擠奶機器人、無人駕駛噴射直升機和物料管理系統也越來越受歡迎。對水資源的管理和灌溉是農業機器人帶來可觀收益的另一個領域。此外，還有“智能收割機器人”，以及用于農場庫存管理的“智能”工具。簡而言之，機器人正在對“數字農場”這一概念進行重新定義。有趣的是，農業機器人也為室內農業實踐助力。

注：Clearpath Robotics、John Deere、AGCO和Lely等都是全球農業機器人行業的巨頭。

2. 作物的微觀監測

在美國，農業農場的平均規模是444英畝（這個數字在過去的幾十年里一直相對穩定）。因而，對大型農田進行人工監測變得尤為困難，也增加了更多與農業相關的不確定性因素。為了降低這種風險，農業機器人和無人機就可以發揮它們的作用了。它們通?？梢岳脧姶蟮膫鞲衅骱蜏y繪技術，為農民們帶來全面、實時的作物信息。部分農業機器人，比如BoniRob，它可以非常接近地面作物，以便傳遞非常微觀的作物信息。目前一些公司已經開始著手提供成套的農業硬件和軟件分析工具。

注：一般而言，農業機器人系統包括5個關鍵組件：網絡、衛星系統、農業機器人、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目前很受歡迎的方式之一，它可以代替手工在田間噴灑農藥。傳統的人工噴灑和除草過于耗時，過度使用化學物質，造成浪費，還可能對環境產生不利影響。用于除草的農業機器人配備了先進的計算機“視覺”，可以準確識別受雜草侵害的區域，并在這些區域噴灑所需用量的殺蟲劑。在某種程度上，這減少了除草劑的使用，也幫助農民減少了不必要的開支。此外，農民們還可以使用機器人來發現和鏟除雜草（而非在雜草上噴灑化學物質清除）。每臺農業機器人利用自動除草技術平均可以殺死約90%的害蟲，同時節約75%的農藥使用量。

注：激光技術也可用于某些農業機器人除雜草。準確的觸覺感知能力也是一個好的除草/微噴機器人必須具備的。

4. 無人機和傳感器的作用

到2017年1月，全球農業無人機市場的價值已經升至3250萬美元（根據PwC的一份報告顯示）。土地測繪、農田害蟲探測和一般的作物檢查等是無人機廣泛應用的主要領域。事實上，農業無人機或許在不遠的將來就能“互相溝通”并實現“團隊合作”（例如，深度的農作物處理、灌溉管理和除草）。在智能農業生態系統中，傳感器始終都起著至關重要的作用。例如，土壤濕度傳感器可以持續跟蹤土壤狀況（例如濕度水平等），將數據發送到云端網絡，并提醒農民適時進行灌溉。因此，水資源浪費也減少了。在新西蘭，農民們用SmartN來追蹤奶牛排尿的地點，因為這些地方就不需要任何肥料或化學品了，這樣也可以減少化肥的使用。如果沒有無人機和傳感器的輔助，農業機器人的效用將非常有限。

注：到2020年底，農業無人機市場規模將達到29億美元，比2015年同期增長近5倍。

5. 更有效地采摘、分類和收割

歐盟資助的農作物項目（農作物智能機器人）早已表明了這一點。目前專用于采摘和分類“無核小果”的應用程序已經開始進行測試和部署，這些應用程序通常具有這項工作所需的手工靈巧度（而小麥和玉米等作物可以很容易被收割機收割）。

國際領先的研究公司Octinion幾個月前發布了一款草莓采摘機器人的樣機。該機器人可以對70%的成熟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業機器人）。

配備有真空清除機制和計算機視覺（這樣對作物本身或果實都不會造成任何損害）的自動蘋果采摘機器人開始進入人們的視野，預計它們將在未來幾年內成為絕對的主流。

農業機器人的視覺系統使其能夠測量果實的成熟度，檢測果實上是否有灰塵，以及管理溫度和風力條件。在傳統農業中，農作物在收割時受損是很大的一個問題，而農業機器人的出現無疑可以消除這種擔憂。

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。產品中內置的人工智能傳感器還可以讓農民明確作物的收割時間。

6. 機器人耕作的主要驅動力

到2024年，全球農業機器人市場的年收入將超過740億美元。全球人口呈指數級增長，可以說是機器人精準農業快速發展背后的最主要的因素，因為要養活的人口更多，土地資源總量有限，產量必須最大化。使用農業機器人和智能農業技術可能產生巨大的規模經濟效益。

一方面，農場工人的工資占農業總支出的41%，這也促使農場主用農業機器人來替代部分勞動力。

另一方面，缺乏足夠的勞動力也是原因之一。現在大多數年輕人對傳統農業都不感興趣。不斷增長的糧食短缺水平、持續的氣候變化，現有的人工農業瓶頸（以及不確定性和低產量），都使得人們轉而使用農業機器人作為可行且高效的人工替代品。物聯網對農業的影響持續增強，農業機器人剛好為其提供了諸多的便利。

對于農業機器人行業來說，并非一切都一帆風順。目前技術本身相當分散，農民普遍缺乏意識，存在基礎設施問題，機器人在農業中的好處可能不會在短期內實現。但是隨著農業技術標準的進一步發展，這些問題都將逐步得到解決。

7. 農業機器人進行種植和播種

2016至2017年，印度近16%的水果和蔬菜產量流失，谷物的浪費率也高得驚人。實際上，很多浪費都發生在播種的時候。然而這僅僅是由于農民使用過時的方法從移動的拖拉機上噴灑種子（使用所謂的“播種機”），從而造成了浪費。

擁有高尖端地理測繪功能的農場機器人可以有效防止這種浪費。這些農場機器人能夠準確地確定所有相關的土壤特征，從而使種子在正確的時間播撒在正確的位置。

它們還可以為苗圃自動化提供動力，確保對所有的溫室培植進行優化，比如盆栽、播種和倉儲。精確播種，在某種程度上，就是讓作物從種子到最后成熟收割的可能性最大化。

注：隨著全球城市化的快速發展，農業機器人正幫助創建、管理和維護室內農場（在城市環境中）。在香港，這樣一個農場機器人系統可以減少95%的用水量，同時植物的生長也大大加快。

8. 無人駕駛技術和機器人的崛起

智能拖拉機已經存在很長時間了，但由于某些因素，這項技術仍發展很慢。其中最主要的是傳感器相對較高的價格（對于普通農戶來說，這可能是一個主要的因素），缺乏相關知識導致的不信任，以及監管問題。但展望未來，農業機器人肯定有潛力引入無人駕駛的農業技術。

預計到2028年，智能拖拉機的總出貨量將達到70萬輛，到2038年，將售出4萬多輛5級拖拉機。據專家稱，2024年將是農業機器人的“觸發年”，之后出貨量將開始大幅加速。農場自動化配套的成本也將開始逐步下降，進一步推動大規模使用。“智能農業機器人”并不會完全取代人類在農業領域的地位，但在可預見的未來，它們將成為自主精準農業的代表性產品。

9. 擠奶機器人等的應用

到2017年第三季度，全球已有34000多臺擠奶機器人（簡稱RMS）在農場投入使用。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風險和牛奶產量低的問題。更重要的是，這些機器人還會幫助動物“準備”擠奶，這確保了獲得的牛奶的量和質都是最佳的。根據經驗，擠奶的頻率必須在整個泌乳周期中穩步下降。目前擠奶機器人價格高昂（一臺能擠50-70頭奶牛的機器人大約價值175000美元），但隨著市場發展，預計成本將會下降。通過適當的管理和規范的操作（對勞動力的培訓也至關重要），擠奶機器人具有很明顯的優勢。雖然一開始可能并不明顯。

10. 修剪和切割作物

農田里作物種子之間的理想間距應該是多少呢?怎樣才能使作物健康生長的可能性達到最佳呢?從傳統來看，農民們一般憑借經驗和猜測。不過，現在專門的農業機器人能夠測量植物的“正確”密度，從而實現最佳的生長（這些機器人通常會降低作物種植的密度）。這就是所謂的“細化”。農業機器人還可以被用來對作物進行修剪或切割，以促進它們的健康生長。無論是“修剪”還是“切割”作物，農業機器人都使用了高尖端的計算機視覺技術。目前葡萄酒行業已經實現了自動修剪（葡萄園機器人Wall-Ye），而且藍莓修剪機器人也已開發出來。

注：去年，藍河科技公司（Blue River Technologies）生產的生菜機器人獲得了“農業杰出產品創新”獎。

11. 農業機器人仍需技術改進

即便如此，問題仍然存在。首先，缺乏統一有效的監管對設備制造商和農民來說都是一個大問題。機器人的定位精度也待提高（這反過來將使除草、灌溉、作物監測和其他活動更加有效）。農場機器人對人類和環境的安全系數仍然存在疑問。此外，目前也不確定誰來承擔責任，萬一意外事故發生的話。而且為了進行準確的分析（例如，在采摘前確定水果的成熟度），機器人需要考慮溫度波動和光線變化等外部因素。安裝和部署農業機器人需要較大的投資，除非技術得到適當的改進，否則它們將無法提供物有所值的服務。

注：精準灌溉在全球范圍內迅速普及。與傳統灌溉方法相比，它有兩個重要的優勢：首先，以前無法延伸到的地區現在可以到達了，其次，可以單獨針對作物。

12. 機器人牧羊

牧牛是最古老的，同時也是最棘手的工作之一。農業機器人可以以無人機的形式，使這一過程實現自動化。愛爾蘭和新西蘭已經開始使用無人機來管理羊群了。這些無人機可以進行遠程操作，而且它們會持續跟蹤以確保沒有家畜走散。

另一方面，這些無人機的電池壽命很短（約20-25分鐘），價格卻很貴（Q500無人機售價1299美元）。在澳大利亞，許多牧場主使用直升機進行放牧。對他們而言，無人機是一個更好的選擇，相對于人工養殖，也更便宜。

注：由于農場機器人的出現，農業施肥也發生了革命性的變化。例如，Rowbot的農業機器人就確保了氮肥的有效利用。

總結

盡管農業機器人具有諸多優勢和強大的功能，但目前仍處于起步階段，還存在較多的不足之處。一旦這些問題得以解決，農業機器人將更多地出現在我們的視野中。如果您也關注農業機器人的發展，請持續關注我們。

來源：36氪

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