即将到来的机器人时代

足不出户就能掌握农作物的生长情况,坐在电脑前就能进行施肥、浇水作业,农作物成熟时机器人出门收割采摘……这些听似理想国的智能化农业生产技术如今已不鲜见。

随着农业科学技术的不断发展,农业机械研制可谓“八仙过海各显神通”。寻找适合本土农业的高科技已经不单是科研技术单位所关注的问题。

会感知的拖拉机

一向走在科技前沿的美国,一直致力于将3S技术,即地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS),应用于农业的监测和速报,通过数据库和网络信息服务技术,提高农业生产宏观管理能力,促进高效生态农业发展,使农产品在生产过程中完全自动化,进而起到作物生长过程中有需必供的作用。

在这套3S系统中,雷达、卫星、拖拉机,看似不相连的几样东西,为了农业生产紧密联系在一起,在雷达、卫星的帮助下,普通的拖拉机在完成播种、收割的同时,还具备着监测土地、收集“情报”的功能。

通过雷达卫星,在农场播种的拖拉机能将它经过的每寸土地的情况以及种子播种情况,都实时传播回中控电脑。电脑根据传回的数据,分析每一块耕地的土壤特性和农作物的生长特性,然后优化这块耕地上所需的种子、肥料、水等各项指标,在获取最大经济效益的同时,保护农业生态环境。

拿简单的施肥来说,哪些耕地肥料充足、哪些耕地肥料欠缺,都会在这个定位系统的掌控之中,从而使耕种者有的放矢地施肥,避免了均匀施肥导致的一些区域肥料过多而另一些区域肥料不足的情况。

在收获季节,收割机上安装的产量计量器,在收割的同时准确地收集有关产量的资料,并根据这些资料绘出各个田块的产量分布图,农场主可以利用这种产量分布图来确定下一季的种植计划以及种子、化肥、农药在不同田块的使用量。

如此“聪明”的拖拉机只需要一个人在室内的荧屏前就能轻松操作,不仅加快了耕作速度,也减少了种子、化肥、农药的消耗,在提高作物产量20%前提下可节约成本50%。

机器人护理下的农作物

“如果没有阳光,人类将会怎样?”太阳作为地球上几乎所有生命的基础,它的重要性不言而喻。随着全球人口的激增,环境污染日益严重,水资源越来越匮乏,粮食问题一直是悬在世人头上的“达摩克利斯之剑”。

鉴于此,一群荷兰科学家认为,人类应防患于未然,找寻解决问题的办法。面对大多数科学家改变农作物基因或者加大土地肥料投入的做法,他们另辟蹊径,将“阳光”搬进室内,将瓜果蔬菜也都搬进室内种植。

实验室内,所有植物的种植都在完全受控制的环境下生长。农作物被种植在地下滑动托盘内,由许多机器人进行护理,在接受特定光线照射的同时,这些机器人会适时给予农作物以适当的营养。

这种特殊的生长环境,可以为植物节省更多能量为其生长所用,而且室内种植农作物的耗水量仅为传统户外种植的10%。

实验室工作人员对此进行了严格的计算,他说:“当前大众普遍采用户外种植,强烈的阳光有时不太适合植物呼吸生长,夜晚,没有阳光的情况下,植物生长会很缓慢。而在我们的系统中,植物可以一天24小时接受最适宜的光线照射。植物的生长时间,是依靠自然光生长时长的5倍到6倍。”

通过这种方式,人们能获得更有营养且没有空气污染的食物;另外,人们一年四季都能吃到新鲜的蔬菜,而不需要受季节影响。

田间地头的好把式

从《变形金刚》到《我的女友是机器人》再到《铁甲钢拳》,银幕上这些冰冷的机器人为我们演绎着不同的友情、爱情、亲情。其实在科技飞速发展的今天,所有的想象都已经不止于幻想。机器人厨师、机器人画家、机器人医生、机器人救生员……越来越多会写、会画、会游泳的机器人已经研制出来,甚至连田间地头的工作,也可以由机器人来完成。

在最近的菜博会上,我们看到几个不停忙碌却又井然有序的小机器人。

负责嫁接的机器人屈身苗床之上,精确定位蔬菜瓜果幼苗,然后快速抓取并切削种苗,接合、固定一气呵成,眨眼之间,一株黄瓜苗和南瓜苗嫁接而成的菜苗就完成了。机器人的嫁接速度最高可达每小时800多株,是人工作业的6至7倍,嫁接的成功率在95%以上。

另一边,负责采摘的机器人则在菜架间缓慢行进,有成熟的果实,立刻伸手、固定,手上方的剪刀迅速绞合剪下果实、放入托盘,整个过程一气呵成。据悉,采摘机器人运用了机器视觉技术,靠颜色自主识别成熟的蔬菜以及果梗位置,既能剪下果实,也不会误伤果实。

蔬菜管理机器人经过每一棵蔬菜时,都会逗留几秒钟用来监测,就像老师检查学生作业,监测没有问题它才会离开,如果有问题它会举起“右手”,用喷枪给蔬菜施肥或者喷洒农药,同时,它“左臂”的灯自动闪烁,释放紫外线,进行杀菌消毒。

这些小机器人在各自岗位各司其职。

据机器人的研发者中国农业大学张铁中教授介绍,在农业生产中,不仅在嫁接、采摘、喷药时可以由机器人代劳,就连复杂的温控工作也可以由智能管理完成。通过各种先进仪器,将采集到的信息通过电脑的处理,得知蔬菜需要的营养成分,然后由数字化程控种植管理系统即时监测蔬菜生长环境,浇水、控温、补光,自动完成。

会采摘、懂管理,机器人成了种菜的好把式。但是如果你认为,机器人只会重复这些简单的工作,那你一定OUT了。在我们身边越来越多掌握不同技能的机器人已经被研发出来,富士康公司去年就曾宣布,将在3年内,在其装配线上添加一百万件工业机器人,实现电子产品的自动化装配。未来,工业机器人将代替大多数劳动力。