說起現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，如果印象里還只是美國機械化的大農(nóng)場，或者日韓等國精細化管理的小塊農(nóng)田，或者以色列的智能化植物工廠，那真是out了，其實就連筆者這樣專職搞農(nóng)業(yè)的人，都沒有意識到如今在農(nóng)業(yè)領域掀起的新風潮，那就是人工智能，具體來說，就是在當今的農(nóng)田或溫室里，除了人和機械設備，已經(jīng)開始出現(xiàn)了許多農(nóng)業(yè)機器人的身影。
美國機械化大農(nóng)場
隨著近幾年人工智能的飛速發(fā)展，人工智能與社會各行各業(yè)的結合進入到實質化應用階段，比如在農(nóng)業(yè)領域，智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展正如火如荼，所謂“智慧農(nóng)業(yè)”，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。農(nóng)業(yè)機器人正是憑借智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，運用GPS導航技術、傳感技術和最新的機器人技術實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準定位、識別，并代替人類完成農(nóng)業(yè)播種、施肥、灌溉、采摘、運輸?shù)热斯趧?，進一步提高節(jié)約人力成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)
人類自誕生以來，先后經(jīng)歷了原始采集農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、化學農(nóng)業(yè)、機械農(nóng)業(yè)、工廠農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)等發(fā)展階段。農(nóng)業(yè)的每一次進步都伴隨著勞動生產(chǎn)率的大幅提升，正是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升才養(yǎng)活了世界上越來越龐大的人口。但隨著世界人口老齡化趨勢日趨嚴重，全球農(nóng)業(yè)正面臨著巨大的勞動力短缺，據(jù)世界銀行預計，到2050年，需要增加50％的糧食來維持日前增長的全球人口，平均每個農(nóng)業(yè)勞力要能夠生產(chǎn)出供應500人的糧食。全球農(nóng)業(yè)人工作業(yè)成本不斷攀升，為農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展提供了充足動力。通過自動化和機器人技術，可以提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和工作效率，緩解勞動力短缺的問題，同時可以減少農(nóng)藥使用對土壤、水源等自然環(huán)境的破壞。
目前，世界上農(nóng)業(yè)較為發(fā)達的國家主要開發(fā)出了以下幾類農(nóng)業(yè)機器人。
1．除草機器人
這款機器人出自瑞士EcoRobotix公司，其主打產(chǎn)品為田間除草機器人，通過機器識別技術，可以準確識別出雜草，通過機械手臂對雜草進行除草劑噴灑，使除草劑使用量比傳統(tǒng)方式減少了20倍。該機器人完全實現(xiàn)了自動化運行，而無需任何操作人員。由于以太陽能為動力，每天工作時長可達12小時。同時，該機器人只有130公斤重，遠遠輕于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械設備，最大限度地減少了機械對土壤的破壞。
2．施肥機器人
美國明尼蘇迭州一家農(nóng)業(yè)機械公司研制出了一款獨特的施肥機器人，它可以根據(jù)不同類型土壤的實際情況，制定不同的施肥策略。采取這種精確施肥技術，可以大大減少施肥量，既節(jié)約了農(nóng)業(yè)成本，又減少了化肥對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的污染。
3．打藥機器人
愛爾蘭農(nóng)藥噴灑技術公司MagGrow研發(fā)的這款農(nóng)作物打藥機器人，致力于解決農(nóng)藥噴灑過程中的藥物漂移的問題。使用永久性稀土磁體產(chǎn)生電磁荷，對農(nóng)藥液滴進行磁化處理，使之更容易附著在作物上，可以達到85－95％的粘附率，減少65－75％的農(nóng)藥使用，并可以使作物產(chǎn)量提高20－40％。
4．授粉機器人
這款由美國公司研發(fā)的蜜蜂機器人，能夠取代蜜蜂完成植物的授粉工作。另外，由于這種機器人續(xù)航能力強、體積小，可以應用到災后的調(diào)查、搜救等工作當中。
5．放牧機器人
澳大利亞一家公司發(fā)明出了一種放牧機器人，其能在農(nóng)場上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的放牧勞力，它使用2D和3D感應器，且內(nèi)置了全球定位系統(tǒng)，能自動檢測牛群的運動速度并驅趕它們移動。
6．采摘機器人
最后推薦這款由中國農(nóng)業(yè)大學自主研發(fā)的黃瓜采摘機器人，這款機器人利用多傳感器融合功能，對采摘對象進行信息獲取、成熟度判別，并確定采摘對象的空間位置，能夠實現(xiàn)在非結構環(huán)境下的自主導航運動、區(qū)域視野快速搜索、局部視野內(nèi)果實成熟度特征識別、及果實空間定位、末端執(zhí)行器控制與操作，最終實現(xiàn)黃瓜果實的采摘收獲。
以上六類機器人只是農(nóng)業(yè)機器人大家庭中的一小部分成員，農(nóng)業(yè)機器人相比人工最大的優(yōu)勢是可以24小時不間斷工作，而且基本上不會出現(xiàn)操作失誤。缺點是目前首次購買成本還比較高，且需要定期保養(yǎng)維護。
長遠來看，盡管農(nóng)業(yè)機器人代表著農(nóng)業(yè)發(fā)展的新階段，但并不是農(nóng)業(yè)發(fā)展的終極形式。因為無論從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)還是到現(xiàn)在的智能農(nóng)業(yè)，都是在土壤、水分、光照等條件充分具備的條件下，利用農(nóng)作物自身生長特點來為人類生產(chǎn)食物的過程。在工廠化農(nóng)業(yè)階段，雖然可以一定程度上控制農(nóng)作物所需水分、光照、營養(yǎng)的生長條件，但本質上仍然離不開對作物本身特性的依賴。目前，一種全新的農(nóng)業(yè)發(fā)展思路–生物農(nóng)業(yè)正在悄然興起，它是通過在實驗室對生物組織的培養(yǎng)，實現(xiàn)人工制造食物的目的，這是一種完全革新性的農(nóng)業(yè)發(fā)展形式。
通過非農(nóng)業(yè)途徑生產(chǎn)單細胞蛋白，是解決人類對蛋白質需求的辦法之一。單細胞蛋白，俗稱“人選肉”，是一種微生物食品。微生物大多是單細胞，是核酸和蛋白質的實體。用發(fā)酵法生產(chǎn)這種單細胞微生物就可以得到極為豐富的單細胞蛋白。微生物的繁殖速度驚人，500公斤的活菌體，在合適的條件下，一晝夜可生產(chǎn)1250公斤的單細胞蛋白；而一頭體重500公斤的牛，每天只能合成0．5公斤的蛋白質。“人選肉”的主要成分是蛋白質、脂肪、糖類、維生素和礦物質，營養(yǎng)價值可與牛奶、雞蛋媲美。1噸微生物蛋白的營養(yǎng)價值，抵得上2．1噸精肉或3噸雞蛋或12噸牛奶。它既可以做食品，也可以做飼料。
藻類是微生物世界的佼佼者，它可以像高等植物一樣以二氧化碳為養(yǎng)分在太陽下進行光合作用，但生長速度比高等植物大幾十倍。一畝地大小的湖泊中收獲的藻粉，折合成空氣、水分和陽光制造糧食展示了廣闊的前景。
2014年8月5日，世界上第一個‘’試管漢堡‘’在英國首都倫敦問世。這個漢堡的‘’牛肉餅‘’是荷蘭研究人員用牛的干細胞培育而成，造價高達32．5萬美元。這是荷蘭馬斯特里赫特大學馬克·波斯特多年研究的成果。他帶領研究人員從牛的肌肉組織中分離出干細胞，放入營養(yǎng)液中，促進細胞生長和繁衍。這些干細胞三周后數(shù)目超過100萬個。研究人員把它們放入數(shù)個小型容器中，細胞合成大約一厘米長、幾毫米厚的”肉絲“。研究人員收集”肉絲“，做成小”肉丸“冷凍起來，以便湊夠一塊”肉餅“的量。
也許在不久的將來，人類生產(chǎn)食物再也不需要依賴土肥、水、空氣、陽光以及各種各樣的農(nóng)作物，而是像生產(chǎn)玩具、衣服那樣直接在工廠車間實現(xiàn)定制和批量生產(chǎn)，這樣即使未來人類移民到星際空間或外星球，仍然可以通過工廠化的生產(chǎn)隨時隨地制造食物。等到技術進一步發(fā)展成熟，也許我們?nèi)巳硕伎梢詾樽约褐圃焓澄锪恕?/p>
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