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理性分享下的我國農(nóng)業(yè)機器人現(xiàn)狀

   日期:2020-10-09     來源:機器人大講堂    瀏覽:635    
核心提示:我國是個幅員遼闊的國家,農(nóng)業(yè)一直是我國開展的基礎(chǔ),應該說大部分的主糧栽培都占有了最有利的地形平原地帶。要想保證社會的調(diào)和
        我國是個幅員遼闊的國家,農(nóng)業(yè)一直是我國開展的基礎(chǔ),應該說大部分的主糧栽培都占有了最有利的地形—平原地帶。要想保證社會的調(diào)和與國家的安穩(wěn),必然要重視農(nóng)業(yè)的開展。

        但一直以來咱們重視的機械化也更多地會集在大田中,比方拖拉機收割機等等,這些大型機械也逐漸走向智能化、無人化。除了大田,另一類栽培是在小地塊上,比方果園栽培生果。關(guān)于果園來說,現(xiàn)在仍是首要靠人工勞作,設備是以半自動化為主的小型機械,比方除草機開溝機等等。在大田栽培中,農(nóng)機與農(nóng)藝相互影響相互習慣,同步進化,造就了今天大田中的高度機械化。而果園中,農(nóng)機與農(nóng)藝的結(jié)合程度不高,尤其采摘部分完全靠人工。

        但在國外農(nóng)業(yè)機器人一般被以為是以農(nóng)業(yè)產(chǎn)品為作業(yè)對象,具有人類部分感知和舉動才能,歸納了多種先進技能與要害零部件的自動化或半自動化設備。從國外對農(nóng)業(yè)機器人分類來看,農(nóng)業(yè)機器人首要包含了收獲機器人、除草機器人、耕耘機器人、擠奶機器人、智能拖拉機等各式智能農(nóng)業(yè)機械設備,國內(nèi)外也都有公司把方針對準果園的機械化智能化采摘上,有采摘西紅柿的機器人,還有采摘蘋果機器人,還有采摘草莓的。

        眾所周知,農(nóng)業(yè)機械化能夠降低農(nóng)業(yè)本錢、節(jié)省資源、保護環(huán)境、節(jié)省勞動力以及進步農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,有助于完成大規(guī)模生產(chǎn),在我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中占有核心地位。但當時,我國的農(nóng)業(yè)機械化水平仍相對落后,歸納技能水平僅相當于發(fā)達國家20世紀60~70年代的水平;農(nóng)業(yè)配備的研制、創(chuàng)新有限,存在類型標準少、水平較低、并且可靠性差等問題,遠不能習慣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開展的需求。

        但丘陵山地進步農(nóng)機化水平具有迫切性。南邊丘陵山地是我國重要的糧食、油料、蔗糖、煙葉、蔬菜瓜果、麻類作物等生產(chǎn)基地,在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著無足輕重的地位,可是南邊丘陵山地農(nóng)機化水平較低,農(nóng)機歸納機械化率還不足10%,大部分作物機械化生產(chǎn)處于技能改善熟化或演示推廣階段。

        尤其在浙江、湖南、云南等11個南邊省份中,丘陵山地占耕地份額在60%以上,導致南邊地區(qū)成了我國農(nóng)機化開展的“洼地”。所以,南邊丘陵山地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化水平進步火燒眉毛。

        雖然國內(nèi)一些廠家針對適合丘陵山地運用的小微型機具進行了研制和改善,但因為技能成熟度不高、機型少、性能不安穩(wěn)等原因,導致研制的農(nóng)機具品種不適合或者不完全適合丘陵山地農(nóng)業(yè)生產(chǎn),造成了丘陵山地農(nóng)機配備供給嚴峻不足,農(nóng)機化水平難以進步。
        
同時丘陵山地林果采摘智能自動化也有著必要性現(xiàn)在,我國果品總栽培面積和產(chǎn)值均占國際第。已成為栽培業(yè)中位列糧食、蔬菜之后的第三大工業(yè)。2000年至2015年,我國果園面積由893.2萬公頃增至1,281.6萬公頃,CAGR2.44%,呈現(xiàn)安穩(wěn)添加態(tài)勢。2010年至2015年,我國生果總產(chǎn)值由2.14億噸增至2.74億噸。

        據(jù)我國農(nóng)業(yè)科學院預測,到2024年,我國人均生果消費量將達到93.9kg,商場規(guī)模將達到3.24萬億元。林果工業(yè)已成為我國林果產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟開展和農(nóng)民增收致富的新亮點和支柱工業(yè),規(guī)模化生產(chǎn)需求越來越迫切。
理性分享下的我國農(nóng)業(yè)機器人現(xiàn)狀
圖1.1.2.1 我國果園面積

理性分享下的我國農(nóng)業(yè)機器人現(xiàn)狀
圖1.1.2.2 我國生果產(chǎn)值

        林果采摘是整個林果生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最重要的部分,所用勞動力約占整個生產(chǎn)過程所用勞動力的35%~45%,且具有季節(jié)性強、周期性短、勞動強度大、勞動力本錢高但卻采摘效率低下的特點,嚴峻限制了我國林果工業(yè)的進一步開展。

        作為全球最大的農(nóng)業(yè)機器人商場國家之一,我國農(nóng)業(yè)機器人工業(yè)開展形勢杰出,相關(guān)企業(yè)技能創(chuàng)新才能與商場競爭力不斷加強。從數(shù)據(jù)來看,我國農(nóng)業(yè)機器人研討產(chǎn)出規(guī)模現(xiàn)已超過美國,在收獲和采摘機器人等部分細分范疇優(yōu)勢更為顯著。國家關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人工業(yè)開展也十分支撐,相繼出臺了一系列方針舉措,推進包含農(nóng)業(yè)機器人在內(nèi)的機器人職業(yè)加速開展。

        不過,就現(xiàn)在而言,我國農(nóng)業(yè)機器人商場的快速添加仍然面臨一定挑戰(zhàn),與西方發(fā)達國家存在一定差距,如農(nóng)牧業(yè)工藝與機械設備結(jié)合不夠嚴密,國內(nèi)農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)品安穩(wěn)性、故障率、易用性等指標差強人意,智能化程度有待進步,核心算法尚有短缺等。

難題與處理

        機器視覺深度學習相結(jié)合的技能難題也是困擾我國農(nóng)業(yè)機器人開展的要害原因。關(guān)于林果采摘機器人研討而言,當時最大的最迫切需求處理的問題是果實的實時辨認和定位不準確。在采摘過程中,機器人通過相機實時捕獲圖畫,視場中除了果實還包含天空、枝葉、果實、大地等攪擾項,并且存在堆疊、遮擋,光照不均,布景復雜等要素,對辨認算法的魯棒性提出了嚴峻考驗。

        此前,依據(jù)機器視覺技能的辨認、定位研討是干流趨勢,可是通過多年的研討實踐,仍未能很好的處理這一問題,陷入了瓶頸期。隨著計算機使用技能的不斷開展,人工智能技能得到了長足的開展,尤其是辨認技能和深度學習技能。

        現(xiàn)在依據(jù)深度學習技能的辨認、定位研討已有初步成效。比方農(nóng)業(yè)界就有位AlphaGo 已學習成為“植物醫(yī)生”,能夠?qū)崟r告知農(nóng)業(yè)人員什么疾病正在對農(nóng)作物產(chǎn)生影響。生物學家戴維·休斯和作物流行病學家馬塞爾·薩拉斯開發(fā)的手機使用Plant Village,也運用深度算法能夠檢測出14種作物的26種疾病,作物疾病的辨認準確率高達99.35%。

        又如此前視頻中,喬戈里科技就在以往機器視覺技能等研討的基礎(chǔ)上,以深度學習技能為創(chuàng)新突破口,在學習了近萬張獼猴桃的照片后,現(xiàn)已能像經(jīng)驗豐富的一樣桃農(nóng)依據(jù)獼猴桃的巨細、質(zhì)量等自動進行分揀,現(xiàn)在準確率已達到90%。

        因為有深度學習技能的加持,機器在后續(xù)的運用中還能不斷累計數(shù)據(jù),邊作業(yè)邊學習,變得越來越“聰明”。事實證明機器視覺技能結(jié)合深度學習等人工智能技能在實時精準辨認、定位上大有所為。總之,關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人商場的添加趨勢,咱們能夠堅持更大的樂觀。不管是深度學習、人工智能、深度學習等技能也好,仍是農(nóng)業(yè)機器人本身也罷,都將在未來的農(nóng)業(yè)變革時代中發(fā)揮更要害作用。技能的浸透將進一步進步農(nóng)業(yè)機器人的價值和優(yōu)勢,而農(nóng)業(yè)機器人商場也將會遭到積極影響,堅持持久添加。

關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人的未來

        數(shù)據(jù)也證明了這一添加趨勢,依據(jù)調(diào)研機構(gòu)Tractica的陳述顯示,在未來的幾年時刻里,全球農(nóng)業(yè)機器人的出貨量將快速添加,有望從2018年的每年約6萬臺增快速長到2025年的72.7萬臺。Tractica還估計,到2025年,農(nóng)業(yè)機器人的全球商場價值將達到879億美元。

        就現(xiàn)實情況來看也是如此,咱們不得不供認,農(nóng)業(yè)機器人等機器人產(chǎn)品將越來越多的出現(xiàn)在商場上、出現(xiàn)在網(wǎng)絡媒體、出現(xiàn)在咱們身邊,作業(yè)被機器人所取代是不可避免的。在機器人技能展現(xiàn)更大優(yōu)勢的布景下,各國關(guān)于機器人工業(yè)的投入不斷添加,用戶關(guān)于機器人的認可也持續(xù)進步,這是農(nóng)業(yè)機器人等機器人商場得以可持續(xù)添加的重要原因。

        總體來看,現(xiàn)在,全球人口依然在持續(xù)添加,而疫情的迸發(fā)無疑對不少國家的農(nóng)業(yè)安全造成了要挾。在農(nóng)業(yè)勞動力減少、糧食需求添加以及疫情的影響下,發(fā)揮農(nóng)業(yè)科技的力量更顯示出高度的重要性。越來越多的國家開始推進農(nóng)業(yè)智能化開展,積極促進農(nóng)業(yè)機器人等智能設備的使用,期望以此進步土地產(chǎn)值,維護糧食安全和社會安穩(wěn)。

        與此同時,人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技能的開展和5G網(wǎng)絡的加速部署,為農(nóng)業(yè)機器人的性能進步和規(guī)模化遍及帶來了更大支撐。在許多要素的歸納影響下,農(nóng)業(yè)機器人成為了機器人范疇新的商場添加極,全球農(nóng)業(yè)機器人商場規(guī)模正迎來快速添加,年復合添加率十分可觀。

        因為全球人口呈現(xiàn)指數(shù)級添加,我國人口規(guī)模在短期內(nèi)也將持續(xù)上升,開展現(xiàn)代化、智能化、信息化農(nóng)業(yè)依然是緊迫需求與干流趨勢。除此之外,大規(guī)模使用農(nóng)業(yè)機器人和開展智能農(nóng)業(yè)也將發(fā)明巨大的經(jīng)濟效益。

        不過,現(xiàn)在國內(nèi)農(nóng)業(yè)的人工本錢仍是比機器人的本錢要低,尤其關(guān)于采摘機器人來說,采摘一般一年一次大部分時刻都是擱置狀況,這種現(xiàn)實情況依然會限制職業(yè)的開展。

采摘機器人的遍及可能需求兩個條件:

       1、國內(nèi)農(nóng)業(yè)人工工資持續(xù)上漲到接近發(fā)達國家或者農(nóng)業(yè)勞動力完全匱乏甚至連老年勞動力都不再有的時分

       2、避免一年運用一次的單功能機器人,將末端規(guī)劃成可更換的、能習慣多種場景,進步機器人的運用率。

       但不管怎么說,農(nóng)業(yè)這個古老的職業(yè)需求更多人的重視和投入,共同努力推進它的開展。
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