未來十年農(nóng)村種植將是機器代替?
農(nóng)業(yè)機器人是用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特種機器人,是一種新型多功能農(nóng)業(yè)機械。農(nóng)業(yè)機器人的問世,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的結(jié)果,是機器人技術(shù)和自動化技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。農(nóng)業(yè)機器人的出現(xiàn)和應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞動方式,促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
以下這十種機器人的問世,在未來農(nóng)業(yè)中,將全面代替人類!
1、機器人擠奶
劍橋大學奶牛場,擠奶工作全部由機器人獨立完成,無需任何手工。機器人安裝在奶牛圈舍旁邊,奶牛一旦需要擠奶,會自動排隊等待機器人服務(wù)。這時,機器人會先對奶牛的乳房進行掃描定位并進行清潔消毒,通過自動感知把吸奶嘴固定好,然后擠奶。
機器人的作用不僅僅是擠奶,還要在擠奶過程中對奶質(zhì)進行檢測,檢測內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、脂肪、含糖量、溫度、顏色、電解質(zhì)等,對不符合質(zhì)量要求的牛奶,自動傳輸?shù)綇U奶存儲器;對合格的牛奶,機器人也要把每次最初擠出的一小部分奶棄掉,以確保品質(zhì)和衛(wèi)生。
擠奶機器人還有一個作用,即自動收集、記錄、處理奶牛體質(zhì)狀況、泌乳數(shù)量、每天擠奶頻率等,并將其傳輸?shù)诫娔X網(wǎng)絡(luò)上。一旦出現(xiàn)異常,會自動報警,大大提高了勞動生產(chǎn)率和牛奶品質(zhì),有效降低了奶牛發(fā)病機率,節(jié)約了管理成本,提高了經(jīng)濟效益。據(jù)調(diào)查,擠奶機器人的使用,可以提高奶產(chǎn)量20%~50%。
2、放牧機器人(Herder Bot)
澳大利亞的發(fā)明家創(chuàng)造出一種像牧羊犬的機器人,它能在農(nóng)場上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的放牧勞力(人或牧羊犬)。它使用2D和3D感應(yīng)器,且內(nèi)置了全球定位系統(tǒng),能夠根據(jù)牛群的運動速度來趕著它們移動。牛群被機器人趕著不斷繞圈走,有意思吧。目前,這款機器人還處于測試階段,效果理想。
3、施肥機器人
美國明尼蘇迭州一家農(nóng)業(yè)機械公司的研究人員推出的機器人別具一格,它會從不同土壤的實際情況出發(fā),適量施肥。它的準確計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,使地下水質(zhì)得以改善。
機器人的外表就像一個橡膠套,里面機械部分不斷移動重心,外面的倉鼠就不停的跑,因為里面使用了一個鐘擺、一個軸加可以旋轉(zhuǎn)的東西,這樣球就可以引導自己。鐘擺可以沿著橫向或者縱向自由擺動,所以控制鐘擺,就可以控制機器人向前或向后滾動。另外機器人還有一個WiFi天線,方便遙控控制。
Rosphere將來主要用在精準農(nóng)業(yè)上,而不是飛機撒藥式的噴灑殺蟲劑、大范圍施肥。這個小機器人將傾向于園丁的方式,它可以在移動作物的時候又不損害農(nóng)作物,特定條件下精確使用殺蟲劑和化肥。測試的時候小機器人通過了不同的崎嶇地形和不同的土壤水分測試,并和人類達到很好的合作,迄今為止,測試結(jié)果都令人相當滿意。
4、除草機器人
德國農(nóng)業(yè)專家采用計算機、全球定位系統(tǒng)(GPS)和靈巧的多用途拖拉機綜合技術(shù),研制出可準確施用除草劑除草的機器人。首先,由農(nóng)業(yè)工人領(lǐng)著機器人在田間行走。在到達雜草多的地塊時,它身上的GPS接收器便會顯示出確定雜草位置的坐標定位圖。農(nóng)業(yè)工人先將這些信息當場按順序輸入便攜式計算機,返回場部后再把上述信息數(shù)據(jù)資料輸?shù)酵侠瓩C上的一臺計算機里。當他們?nèi)蘸篑{駛拖拉機進入田問耕作時,除草機器人便會嚴密監(jiān)視行程位置。如果來到雜草區(qū),它的機載桿式噴霧器相應(yīng)部分立即啟動,讓化學除草劑準確地噴撒到所需地點。
5、葡萄園機器人
法國的發(fā)明家發(fā)明了專門服務(wù)于葡萄園的機器人,并把它命名為Wall-Ye。它幾乎能代替種植園工人的所有工作,包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、監(jiān)控土壤和藤蔓的健康狀況等。除此之外,Wall-Ye比現(xiàn)有的種植園機器人多出一種功能——安全系統(tǒng)。Wall-Ye只能在由程序設(shè)定好的種植園工作,危險情況下還能啟動自我毀滅程序。危險情況下寧愿啟動自我毀滅程序也不“反叛”,夠炫吧。
6、育苗機器人
育苗工作大部分內(nèi)容都是把盆栽作物搬來搬去,單調(diào)而枯燥,浪費人力而且效率不高。美國波士頓的育苗機器人很好地解決了這個問題。這種育苗機器人由滾動輪胎、抓手和托盤組成。工作人員只要實現(xiàn)在觸摸屏上設(shè)定地點參數(shù),機器人就能感應(yīng)盆栽,并自動把它們移動到目的地。
7、種植機器人
德國科學家研發(fā)出一款名叫BoniRob的農(nóng)業(yè)機器人,它配備高精度的衛(wèi)星導航,能將自己的位置精確到2厘米以內(nèi)。其外形像四輪越野車,工作原理是利用光譜成像儀來區(qū)分出綠色作物和褐色的土壤,在行進中記錄每株作物的位置,在生長季中一次次返回原地觀察它們的生長狀況。
8、分檢果實機器人
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,將各種果實分檢歸類是一項必不可少的農(nóng)活,往往需要投入大量的勞動力。英國西爾索農(nóng)機研究所的研究人員開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)堅固耐用、操作簡便的果實分檢機器人,從而使果實的分檢實現(xiàn)了自動化。它采用光電圖像辨別和提升分檢機械組合裝置,可以在潮濕和泥濘的環(huán)境里干活,它能把大個西紅柿和小粒櫻桃加以區(qū)別,然后分檢裝運,也能將不同大小的土豆分類,并且不會擦傷果實的外皮。
9、蜜蜂機器人
據(jù)國外媒體報道,一種家蠅大小的帶翼機器人完成首次受控飛行。這種只有80毫克重的小型裝置被稱為“蜜蜂機器人”,有一對飛行時嗡嗡作響的翅膀,每秒鐘拍打120次。這種機器人已被研發(fā)10年,是飛行昆蟲的首個實用模型。
科學家在測試中用一根系留線控制蜜蜂機器人,使它起飛、盤旋和改變方向。將來它的潛在用途包括搜索與營救、監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)測甚至引領(lǐng)真正的蜜蜂給農(nóng)作物授粉等。但首先,蜜蜂機器人必須安裝一個微型計算機“大腦”和一個既小又輕、足以將它帶上高空的電池組。
《科學》雜志報道了這種機器人。它的設(shè)計靈感來自蒼蠅仿生學。蜜蜂機器人擁有極薄的翅膀和由壓電致動器制成的“飛行肌肉”。這些壓電致動器是在應(yīng)用電場時可以擴張和收縮的陶瓷條。每個翅膀都被固定在線腿上方一個細長碳纖維軀干的頂部。和真正的蒼蠅一樣,這些翅膀可獨立活動、旋轉(zhuǎn)和拍打。拍打翅膀產(chǎn)生向下氣流,使蜜蜂機器人升到空中。它的向前和向后飛行是靠傾斜身體完成的。
哈佛大學工程與應(yīng)用科學學院美國科研組成員索耶-福勒博士說:“蒼蠅只用很小的大腦就能在自然界完成一些最驚人的特技飛行。它們的能力超出我們所研發(fā)的機器人。所以我們希望更好地了解它們的生物學,然后把它應(yīng)用到我們的科研工作中?!边@些研究人員在過去6個月中已制造出20個蜜蜂機器人模型。
10、采摘蘑菇機器人
英國是世界上盛產(chǎn)蘑菇的國家,蘑菇種植業(yè)已成為排名第二的園藝作物。據(jù)統(tǒng)計,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,英國西爾索農(nóng)機研究所研制出采摘蘑菇機器人。它裝有攝像機和視覺圖像分析軟件,可以自動測量蘑菇的位置、大小,并選擇性的采摘和修剪。它的機械手包括2個氣動移動關(guān)節(jié)和一個步進電機驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成;末端執(zhí)行器是帶有軟襯墊的吸引器;視覺傳感器采用TV攝像頭,安裝在頂部用來確定蘑菇的位置和大小。
采摘蘑菇機器人在機上的一架紅外線測距儀測定出田問蘑菇的高度之后,真空吸柄就會自動地伸向采摘部位,根據(jù)需要彎曲和扭轉(zhuǎn),將采摘的蘑菇及時投入到緊跟其后的運輸機中。它每分鐘可采摘4O個蘑菇,速度是人工的兩倍。
傾斜生長的蘑菇是采摘失敗的主要原因。如何根據(jù)圖像信息調(diào)整機器手姿態(tài)動作提高成功率和采用多個末端執(zhí)行器提高生產(chǎn)率是亟待解決的主要問題。
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