農(nóng)業(yè)機(jī)器人

       農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種機(jī)器，是機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用，是一種可由不同程序軟件控制，以適應(yīng)各種作業(yè),能感覺并適應(yīng)作物種類或環(huán)境變化，有檢測(cè)(如視覺等)和演算等人工智能的新一代無人自動(dòng)操作機(jī)械。

發(fā)展

　　農(nóng)業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)后，發(fā)展很快，許多國(guó)家在農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研制和發(fā)展，出現(xiàn)了多種類型農(nóng)業(yè)機(jī)器人。目前日本居于世界各國(guó)之首。在進(jìn)入21世紀(jì)以后，新型多功能農(nóng)業(yè)機(jī)器人得到日益廣泛地應(yīng)用，智能化機(jī)器人也會(huì)在廣闊的田野上越來越多地代替手工完成各種農(nóng)活，第二次農(nóng)業(yè)革命將深入發(fā)展。區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人，是一種新型多功能農(nóng)業(yè)機(jī)械。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)方式,提高了農(nóng)民的勞動(dòng)力，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

　　2023年9月，法國(guó)宣布，在“法國(guó)2030”投資計(jì)劃項(xiàng)下?lián)芸?100萬歐元，啟動(dòng)“農(nóng)業(yè)機(jī)器人”項(xiàng)目，加速農(nóng)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型。

分類

施肥機(jī)器人　　

　　美國(guó)明尼蘇迭州一家農(nóng)業(yè)機(jī)械公司的研究人員推出的機(jī)器人別具一格，它會(huì)從不同土壤的實(shí)際情況出發(fā)，適量施肥。它的準(zhǔn)確計(jì)算合理地減少了施肥的總量，降低了農(nóng)業(yè)成本。由于施肥科學(xué)，使地下水質(zhì)得以改善。

大田除草機(jī)器人

　　德國(guó)農(nóng)業(yè)專家采用計(jì)算機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和靈巧的多用途拖拉機(jī)綜合技術(shù)，研制出可準(zhǔn)確施用除草劑除草的機(jī)器人。首先，由農(nóng)業(yè)工人領(lǐng)著機(jī)器人在田間行走。在到達(dá)雜草多的地塊時(shí)，它身上的GPS接收器便會(huì)顯示出確定雜草位置的坐標(biāo)定位圖。農(nóng)業(yè)工人先將這些信息當(dāng)場(chǎng)按順序輸入便攜式計(jì)算機(jī)，返回場(chǎng)部后再把上述信息數(shù)據(jù)資料輸?shù)酵侠瓩C(jī)上的一臺(tái)計(jì)算機(jī)里。當(dāng)他們?nèi)蘸篑{駛拖拉機(jī)進(jìn)入田問耕作時(shí)，除草機(jī)器人便會(huì)嚴(yán)密監(jiān)視行程位置。如果來到雜草區(qū)，它的機(jī)載桿式噴霧器相應(yīng)部分立即啟動(dòng)，讓化學(xué)除草劑準(zhǔn)確地噴撒到所需地點(diǎn)。

菜田除草機(jī)器人

　　英國(guó)科技人員開發(fā)的菜田除草機(jī)器人所使用的是一部攝像機(jī)和一臺(tái)識(shí)別野草、蔬菜和土壤圖像的計(jì)算機(jī)組合裝置，利用攝像機(jī)掃描和計(jì)算機(jī)圖像分析，層層推進(jìn)除草作業(yè)。它可以全天候連續(xù)作業(yè)，除草時(shí)對(duì)土壤無侵蝕破壞?？茖W(xué)家還準(zhǔn)備在此基礎(chǔ)上，研究與之配套的除草機(jī)械來代替除草劑。收割機(jī)器人美國(guó)新荷蘭農(nóng)業(yè)機(jī)械公司投資250萬美元研制一種多用途的自動(dòng)化聯(lián)合收割機(jī)器人，著名的機(jī)器人專家雷德·惠特克主持設(shè)計(jì)工作，他曾經(jīng)成功地制造出能夠用于監(jiān)測(cè)地面扭曲、預(yù)報(bào)地震和探測(cè)火山噴發(fā)活動(dòng)征兆的航天飛機(jī)專用機(jī)器人?；萏乜碎_發(fā)的全自動(dòng)聯(lián)合收割機(jī)器人很適合在美國(guó)一些專屬農(nóng)墾區(qū)的大片規(guī)劃整齊的農(nóng)田里收割莊稼，其中的一些高產(chǎn)田的產(chǎn)量是一般農(nóng)田的十幾倍。

采摘柑桔機(jī)器人

　　西班牙科技人員發(fā)明的這種機(jī)器人由一臺(tái)裝有計(jì)算機(jī)的拖拉機(jī)、一套光學(xué)視覺系統(tǒng)和一個(gè)機(jī)械手組成，能夠從桔子的大小、形狀和顏色判斷出是否成熟，決定可不可以采摘。它工作的速度極快，每分鐘摘柑桔60個(gè)而靠手工只能摘8個(gè)左右。另外，采摘柑桔機(jī)器人通過裝有視頻器的機(jī)械手，能對(duì)摘下來的柑桔按大小馬上進(jìn)行分類。

采摘蘑菇機(jī)器人

　　英國(guó)是世界上盛產(chǎn)蘑菇的國(guó)家，蘑菇種植業(yè)已成為排名第二的園藝作物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人工每年的蘑菇采摘量為ii萬噸，盈利十分可觀。為了提高采摘速度，使人逐步擺脫這一繁重的農(nóng)活，英國(guó)西爾索農(nóng)機(jī)研究所研制出采摘蘑菇機(jī)器人。它裝有攝像機(jī)和視覺圖像分析軟件，用來鑒別所采摘蘑菇的數(shù)量及屬于哪個(gè)等級(jí)，從而決定運(yùn)作程序。采摘蘑菇機(jī)器人在機(jī)上的一架紅外線測(cè)距儀測(cè)定出田問蘑菇的高度之后，真空吸柄就會(huì)自動(dòng)地伸向采摘部位，根據(jù)需要彎曲和扭轉(zhuǎn)，將采摘的蘑菇及時(shí)投入到緊跟其后的運(yùn)輸機(jī)中。它每分鐘可采摘40個(gè)蘑菇，速度是人工的兩倍。

分檢果實(shí)機(jī)器人

　　在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將各種果實(shí)分檢歸類是一項(xiàng)必不可少的農(nóng)活，往往需要投入大量的勞動(dòng)力。英國(guó)西爾索農(nóng)機(jī)研究所的研究人員開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用、操作簡(jiǎn)便的果實(shí)分檢機(jī)器人，從而使果實(shí)的分檢實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。它采用光電圖像辨別和提升分檢機(jī)械組合裝置，可以在潮濕和泥濘的環(huán)境里干活，它能把大個(gè)西紅柿和小粒櫻桃加以區(qū)別，然后分檢裝運(yùn)，也能將不同大小的土豆分類，并且不會(huì)擦傷果實(shí)的外皮。

番茄收獲機(jī)器人

　　日本番茄收獲機(jī)器人針對(duì)成熟番茄果實(shí)表現(xiàn)為紅色這一特點(diǎn)，用彩色CCD攝像頭作為視覺傳感器，基于RGB分量區(qū)分水果和莖葉。

采摘草莓機(jī)器人

　　日本國(guó)家農(nóng)業(yè)和食品研究發(fā)明了一個(gè)能夠采摘草莓的機(jī)器人。該機(jī)器人裝有一組攝像頭，能夠精確捕捉草莓的位置，還有配套軟件能根據(jù)草莓的紅色程度來確保機(jī)器人采摘的是成熟的草莓。雖然此機(jī)器人目前只能采摘草莓，但可以通過修改程序來使機(jī)器人采摘其它水果，如葡萄、番茄等。機(jī)器人采一個(gè)草莓的時(shí)間是9秒，如果大范圍使用并能保持采摘效率，可以節(jié)省農(nóng)民40%的采摘時(shí)間。

歷史評(píng)價(jià)

       農(nóng)業(yè)機(jī)器人的歷史分為兩個(gè)階段，2000年以前農(nóng)業(yè)機(jī)器人是機(jī)械電器自動(dòng)化設(shè)備，2000年以后是加入人工智能、機(jī)器視覺等新技術(shù)的自動(dòng)化設(shè)備。

2000年之前

       1794年，Eli Whitney發(fā)明了軋棉機(jī)，軋棉機(jī)能夠快速把棉花纖維和棉花種子分離，當(dāng)年一臺(tái)機(jī)器每天生產(chǎn)45斤干凈的棉花，相當(dāng)于上百個(gè)勞動(dòng)力小時(shí)，使棉花行業(yè)發(fā)生了革命性的變化。

       1827年，Edwin Budding發(fā)明了割草機(jī)，代替了鐮刀。

       1834年，Cyrus Hall McCormick發(fā)明了收割機(jī)，并申請(qǐng)了專利，建設(shè)工廠生產(chǎn)和銷售收割機(jī)，成為那時(shí)候美國(guó)最富有的人之一。

       1917年，Henry Ford引進(jìn)了Fordson拖拉機(jī)，這是第一種大規(guī)模生產(chǎn)的拖拉機(jī)。

       1918年，Carl Gustav創(chuàng)造了第一臺(tái)商用的擠奶機(jī)。

       1979年，剪羊毛機(jī)誕生，消除了單調(diào)的剪羊毛工作。

2000年至今

       2007年掃描果實(shí)并收集土壤、種子數(shù)據(jù)的Ag Tracker被發(fā)明出來。

       2012年能夠在植物育苗室內(nèi)移動(dòng)盆栽樹苗的機(jī)器人——收獲運(yùn)輸車HV-100被研發(fā)出來，同年能夠除去生菜土地里多余種子的生菜機(jī)器人Lettuce bot誕生，2012年還誕生了剪除或者栽培葡萄藤的Wall-Ye機(jī)器人，該機(jī)器人能夠收集土壤健康狀況和葡萄庫存的數(shù)據(jù)。

       2013年采摘草莓的機(jī)器人出生，該機(jī)器人使用兩個(gè)數(shù)碼相機(jī)來拍攝草莓的顏色，判斷草莓的成熟程度，并且采摘已熟的草莓。

       種植水稻的機(jī)器人正在研發(fā)中，該機(jī)器人能夠分析田地的貧瘠等環(huán)境。