农业无人驾驶与机器人技术的时机成熟了吗?

在第四届国际 VDI 农业自动化和机器人会议上,大约 40 名农业自动化和机器人领域的国际专家齐聚杜塞尔多夫,其中包括 AgroIntelli、Digital Workbench、Earth Rover、Naïo Technologies、Odd.Bot、PeK Automotive 和 Small Robot Company 等农业机器人制造商的创始人。参与会议的代表还有来自 DeLaval、Pöttinger、Sick、Trimble 和 Septentrio 等跨国大公司。

与会者就农业自动化和机器人领域的行业挑战与机遇进行了探讨,尤其对该领域提出的各种真知灼见值得参考和分享。

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农业机器人难以分类

根据 Naïo Technologies 联合创始人 Gaëtan Séverac 的说法,农作物的多样性对于锄地和除草的机器人来说是个挑战。不仅如此,从安全和保障的角度来看,与温室和仓储机器人以及普通无人驾驶汽车相比,农田机器人也面临着不同难题,而不同农作物则更加复杂,所以仍然需要一名人工操作员负责。

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现在在美国,自动驾驶(农用)车辆并不被禁止。但是,一旦出现问题,就不清楚谁应该负责了,是所有者、运营商、制造商,还是经销商?尽管如此,没有谁愿意阻止或减缓该领域的发展!

2019年,Naïo 的农田机器人仍然会陷入沟渠中,并且仍在锄地时毁坏农作物。现在,随着导航变得超级可靠,最大的挑战是“可用安全性”,即人工干预之间的平均时间。Naïo Technologies 目前已售出 350 多台农田机器人,迄今为止的自主导航时间已达 80,000 小时。

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从其他行业采纳学习

Digital Workbench 首席执行官 Josef Schmidt 则认为,农业正在利用汽车行业的自动化和无人驾驶技术进步。

由于汽车行业,现在可以以实惠的价格提供各种用于保障无人驾驶操作的传感器和摄像头,如激光雷达、雷达、视觉相机、超声波传感器等。农业机器人也可以从当前的 电动汽车趋势中受益。

不过,在安全方面,农业机器人这边的优势是农田通常是私有的,不会有嘈杂的行人。他认为,只有由专业人员(并非农民)完成的工作/操作规划才能保证机器人系统获得令人满意的工作结果,就像汽车工业一样。

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将农田机器人与农民需求相匹配

加拿大农业机器人公司 Haggerty AgRobotics 在该国的安大略省测试各种农田机器人和无人驾驶平台。他们目前至少有 18 个农田机器人在运行。根据该公司的创始人 Chuck Baresich 的说法,机器人技术是精准农业的下一步;而在农机技术方面,剩下的唯一事情就是去掉操作员。

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农民的工作方式必须随着自动化而改变。然而,Chuck Baresich 指出,在加拿大,不能简单地让农田机器人取代农民目前的工作方式。这在加拿大行不通,那里拖拉机司机的成本是农民的最低成本。因此,Haggerty AgRobotics 试图为机器人寻找一份可以用做得更好的工作。从 2021 年起,该公司的农业机器人工作组成立,目前拥有 100 多名成员,负责进行农场示范并建立网络和合作。

Haggerty AgRobotics 的无人驾驶产品系列目前包括机器人平台 AgroIntelli Robotti、FarmDroid FD20、Korechi Roam HCT/HCW、Naïo Oz、Dino 和 Orio、Nexus The Goat、Raven OMNIDrive 和 OMNIPower 以及 大疆 T40 无人机。

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Haggerty AgRobotics 负责测试并将农田机器人与农民和特定任务相匹配。比如,他们发现 Nexus The Goat 机器人在绿叶蔬菜中除草取得相当大的成功,但在洋葱种植中,这款机器人对达到一定高度或直径的杂草则束手无策。

另外,FarmDroid FD20 机器人在播种和甜菜作物种植方面也取得了好评,特别是它配备的太阳能充电电池可提供 21 小时的自主运行时间,无需充电。与传统条播机相比,FD20 的播种密度较低(每英亩 45,000 颗种子,而非一般的 53,000 颗种子),但产出了更多、更大的甜菜,其大小和形状更加一致,并且含糖量更高。

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由 AgroIntelli 开发的 Robotti 机器人平台用于耕作以及玉米和甜菜的植保喷洒。Haggerty AgRobotics 发现 Robotti 使用柴油运行,这意味着在加拿大的物流更具挑战性。对此,他们认为可用安全性时间达到两到三天的机器人为佳。

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农田机器人是否足够安全商业化?

那么,农田机器人是否已经足够安全,可以卖给每个农民呢?这也是本次会议讨论的重点。有趣的是,五分之四的与会者都认为农田机器人目前还不够安全,无法出售给每个农民! 

最后,Haggerty AgRobotics 的创始人 Chuck Baresich 指出,所有机器人都存在相同的问题。每个制造商的任务规划软件中最具挑战性的是起点和终点以及重新填充/重新加载位置。从农民用户的使用感受来看,希望有选择和选项来覆盖任务规划软件,否则机器人操作会很复杂。可见,农田机器人进入实际商业化和日常生产还有段距离,但这一天只会越来越近。

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