田間“卷”起機(jī)器人

從智能播種機(jī)，到智能人形采摘機(jī)器人，在2024世界機(jī)器人大會(huì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的相關(guān)展區(qū)，記者看到伴隨著新技術(shù)和設(shè)備在農(nóng)業(yè)中越來越廣泛地運(yùn)用，我國(guó)農(nóng)業(yè)正向著無人化、綠色可持續(xù)的高質(zhì)量方向發(fā)展。

“我感覺這些機(jī)器都挺實(shí)用的，農(nóng)業(yè)大棚里大型機(jī)器用不了，就得依靠這些小型設(shè)備。”一位從事農(nóng)業(yè)相關(guān)工作的觀眾指著一臺(tái)旋耕機(jī)器人對(duì)記者說。“用機(jī)器種地，效率高、成本低，還能實(shí)現(xiàn)無人化操作，我很期待?！彼a(bǔ)充道。

智能播種機(jī)可預(yù)判下籽

前面破土，兩邊鎮(zhèn)壓，方向盤自動(dòng)旋轉(zhuǎn)回正……在2024世界機(jī)器人大會(huì)上，記者見到了這款將人工播種過程機(jī)械化的智能電驅(qū)玉米播種機(jī)。

在實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用中，6到8個(gè)智能播種機(jī)為一組，由拖拉機(jī)牽引，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)下籽。目前，通過對(duì)電驅(qū)播種控制系統(tǒng)的應(yīng)用，每一粒籽之間的播種距離以及下籽量可以人為調(diào)控，保證株距均勻和出苗一致，有效提高產(chǎn)量?！皺C(jī)器內(nèi)置傳感器，如果哪一臺(tái)設(shè)備運(yùn)行不暢，傳感器會(huì)立刻報(bào)警，這樣機(jī)手就可以及時(shí)下車檢查?！必?fù)責(zé)人向記者補(bǔ)充道。

機(jī)器人每小時(shí)嫁接600株

嫁接技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，在2024世界機(jī)器人大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，一款機(jī)器可以以一種更環(huán)保的方式實(shí)現(xiàn)作物嫁接。

“這類機(jī)器主要用于瓜類的嫁接，所謂嫁接就相當(dāng)于給它們換個(gè)更發(fā)達(dá)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(jī)器人包括上苗-切削、對(duì)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(jī)器人的一大亮點(diǎn)。

傳統(tǒng)的嫁接機(jī)是用塑料夾子將兩個(gè)嫁接苗夾在一塊，脫落后的塑料夾如果未經(jīng)回收，就會(huì)對(duì)土地產(chǎn)生污染。而膠接式嫁接機(jī)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(gè)過程在數(shù)秒內(nèi)就完成了。目前該機(jī)器的測(cè)試效率為每小時(shí)可嫁接600株植物，育苗成本也僅相當(dāng)于傳統(tǒng)嫁接機(jī)器的30%。

“我是比較看好這臺(tái)機(jī)器的，因?yàn)榄h(huán)保是我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)每年因蔬菜嫁接育苗使用的塑料夾制品達(dá)數(shù)萬噸，這個(gè)污染問題還是需要解決的。”該機(jī)器的研發(fā)人員對(duì)記者表示。

此外，他還表示機(jī)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(jī)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?！?/p>

采摘機(jī)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(jī)器人，其主要應(yīng)用于溫室場(chǎng)景，可用于草莓等作物的采摘。目前，該機(jī)器實(shí)現(xiàn)了位置移動(dòng)和機(jī)械臂的協(xié)同作業(yè)，即采摘的時(shí)候，車不會(huì)停下來，達(dá)到相對(duì)靜止的采摘效果。不過，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采摘，首先得讓機(jī)器明白水果是否成熟。據(jù)相關(guān)研發(fā)人員介紹，判斷草莓成熟的標(biāo)準(zhǔn)就是判斷果實(shí)表面紅色的面積占比，超過一定數(shù)值就會(huì)判定為成熟。通過不同的水果為機(jī)器導(dǎo)入不同的視覺識(shí)別模型，從而做到精準(zhǔn)判斷不同水果是否成熟。

除此之外，由于溫室內(nèi)留給機(jī)器的運(yùn)行空間較小，一些需要較大半徑進(jìn)行調(diào)頭的設(shè)備并不適用，因此這款田野漫步者采用了四轉(zhuǎn)四驅(qū)技術(shù)，讓機(jī)器可以原地調(diào)頭。

“目前北京已經(jīng)沒有草莓了，我們?nèi)ピ颇夏沁呑鰧?shí)驗(yàn)，三天左右可以完成農(nóng)戶一個(gè)星期的工作量?！毖邪l(fā)人員說道。

面對(duì)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(jī)器人給出了答案。它的雙手仿造人的五指，有十八個(gè)關(guān)節(jié)，可以靈活穿梭在不同位置，平均2秒就完成一個(gè)果實(shí)的采摘。據(jù)悉，這款機(jī)器人可以24小時(shí)連續(xù)工作，即將在陜西省、北京市、河北省等果園農(nóng)場(chǎng)投入使用。

機(jī)器人將實(shí)現(xiàn)手腦協(xié)調(diào)

農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)依然面臨著許多痛點(diǎn)難點(diǎn)問題。業(yè)內(nèi)人士表示，農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)的難點(diǎn)在于不同場(chǎng)景下的應(yīng)用需求都是不同的。

比如說小果園和大片的田地就是兩個(gè)完全不同的應(yīng)用場(chǎng)景，適用于田地的大型機(jī)械無法在果園的小空間里作業(yè)。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)朝著更加符合我國(guó)國(guó)情的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)科技助農(nóng)。

中國(guó)工程院院士、國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江預(yù)測(cè)，未來3至5年，會(huì)實(shí)現(xiàn)專用農(nóng)業(yè)機(jī)器人的商業(yè)化應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的精準(zhǔn)感知，手、眼、腳、腦的協(xié)調(diào)以及采摘、機(jī)械臂的設(shè)計(jì)等問題都會(huì)取得技術(shù)突破。

而未來5至20年，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展有三大趨勢(shì)，分別是一機(jī)多用、多機(jī)協(xié)調(diào)還有云端作業(yè)系統(tǒng)。

“根據(jù)國(guó)際上機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，自主、智能、共融、協(xié)作，這是未來機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)。我們可能要引入一些新的技術(shù)，特別是材料科學(xué)這個(gè)方面的技術(shù)?！壁w春江說。