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“智慧”农业:十大农业机器人合集
发布者:admin 发布时间:2014-2-28 阅读:550

·                            我国都是一个农业大国,一直以来农业都是国民经济的基础,农业基础地位的稳固与否,不仅关系到我国的社会安定、人民安康和经济发展,也关系到我国在国际社会中的独立自主地位。而如何发展满足我国农业和农村经济的重大需求则是重中之重。

  和其他领域的机器人不同,农业机器人一般在室外工作,作业环境较差,精度上不需要工业机器人那样高,但因为使用者不是专门的技术人员,而是普通的农民,因此技术不能太复杂,而且价格也不能太高。用现代科技和装备改造传统农业,大力发展农业战略性新兴产业,提升我国农业综合生产能力,带动我国现代农业科技产业蓬勃发展,这已经成为一种战略。

1、会收棉花的机器人 

  南京农业大学工学院副教授王玲所在的团队研发出一种机器人,不仅可以采摘棉花,还能迅速、准确地判断出籽棉的品级。

  对农民来说,收棉花是一件苦差事。而且人工采棉耗费的成本相当大,所投入的劳动力约占整个生产过程的50%。例如,在新疆生产建设兵团,种植700万亩棉花,每年付出拾花采摘费近4亿元。

  王玲和团队研制的这种机器人在采摘前就知道,哪片地里的棉花质量好,哪片地里的棉花质量差,从而避免重复或无谓劳动。而在种植时,只需让棉花植株的种植间距满足机器人的宽度,棉田留予一定的条宽来满足采摘机械手的工作幅宽。

  目前,此项技术已经实现关键性突破,并在新疆生产建设兵团开展进一步的田间试验。田间试验一旦取得成功,课题组将向国内主要产棉区推广应用。

2、会喷雾的“外星机器人” 

  据了解,东北华北地区发生玉米粘虫灾害时,农民以每人150/天的价格雇人打药,仍雇不到足够的人手。而玉米成熟时秸秆高度一般都接近两米,普通的悬挂式喷杆喷雾机根本下不去地,农民只能看着干着急。而这种“外星机器人”可自由调节行距和高度,其独特的设计可轻松进入各种高度作物的田地,不会对作物造成损伤。

3、会种菜的机器人

  在举行的“寿光蔬菜博览会”上,由寿光科技人员自主研发的智能机器人穿梭于菜架中,采摘、管理动作精准流畅,嫁接机器人屈身苗床之上,取苗、切苗、接合一气呵成,让游客在零距离接触中感受智能化种植带来的便捷和高效。

  据了解,这几种机器人的能源系统是利用太阳能电池板将太阳能转换为电能,通过变压变频用蓄电池将电能存储起来。当机器人电量不足时,自动搜索充电地点,自动完成充电对接。当机器人充电完毕后,再继续执行上次未完成的任务。 

4、懂嫁接的机器人

  这个嫁接机器人由中国农业大学工学院农业机器人实验室负责人张铁中教授研制成功,机器人分为穗木供苗系统、砧木供苗系统、切削和结合、固定部分。

  张铁中将演示的黄瓜苗和南瓜苗分别放在穗木、砧木供苗处,只需一步,机器瞬间完成了精确定位、抓取切苗、接合固定等多步操作。从放苗到嫁接成功,整个过程也不过几秒钟的时间。

  这台通用型蔬菜嫁接机器人一小时至少完成400株,实验室的另外一台更加先进的双向高速蔬菜嫁接机器人一小时可以完成800株,是人工作业的67倍。同时,机器人嫁接苗的成活率高达95% 

5、菜田除草的机器人

  英国科技人员开发的菜田除草机器人所使用的是一部摄像机和一台识别野草、蔬菜和土壤图像的计算机组合装置,利用摄像机扫描和计算机图像分析,层层推进除草作业。

  它可以全天候连续作业,除草时对土壤无侵蚀破坏。科学家还准备在此基础上,研究与之配套的除草机械来代替除草剂。 

6、采摘柑橘的机器人

  西班牙科技人员发明的这种机器人由一台装有计算机的拖拉机、一套光学视觉系统和一个机械手组成,能够从柑橘的大小、形状和颜色判断出是否成熟,决定可不可以采摘。

  它工作的速度极快,每分钟摘柑橘60个,而靠手工只能摘8个左右。另外,采摘柑橘机器人通过装有视频器的机械手,能对摘下来的柑橘按大小马上进行分类。 

7、采蘑菇的机器人

  英国是世界上盛产蘑菇的国家,蘑菇种植业已成为排名第二的园艺作物。为了提高采摘速度,英国的农机研究所研制出采摘蘑菇机器人。

  它装有摄像机和视觉图像分析软件,用来鉴别所采摘蘑菇的数量及属于哪个等级,从而决定运作程序。

  采摘蘑菇机器人在机上的一架红外线测距仪测定出田问蘑菇的高度之后,真空吸柄就会自动地伸向采摘部位,根据需要弯曲和扭转,将采摘的蘑菇及时投入到紧跟其后的运输机中。它每分钟可采摘40个蘑菇,速度是人工的两倍。 

8、分拣果实的机器人

  在农业生产中,将各种果实分拣归类是一项必不可少的农活,往往需要投入大量的劳动力。

  英国一家农机研究所的研究人员开发出一种结构坚固耐用、操作简便的果实分拣机器人,从而使果实的分拣实现了自动化。

  它采用光电图像辨别和提升分拣机械组合装置,可以在潮湿和泥泞的环境里干活,它能把大个西红柿和小粒樱桃加以区别,然后分拣装运,也能将不同大小的土豆分类,并且不会擦伤果实的外皮。 

9、固定型采摘草莓机器人

  日本农业食品产业技术综合研究机构与澁谷工业株式会社携手开发出新式固定型采摘草莓机器人。这种新开发的固定式机器人,与以往的移动式机器人相比,工作时间可延长至12~22小时左右(因受光线影响原移动式机器人在强光下无法辨别草莓颜色,只能在夜间作业)。新的机器人不仅能够在白天使用,并且采摘面积达到移动式机器人的2倍。

  新型系统包括采摘机器人和16个草莓种植平台,种植平台会定期移动至采摘机器人面前,机器人通过CCD摄像头捕获草莓是否变红的信息,一旦发现红色果实,平台就会暂时停止移动,而机器人就会根据颜色辨别出已成熟的草莓,并用带有刀刃的手指将其采摘下来。该系统一小时就可以完成16个平台的草莓采摘任务,成功率达到70%以上。 

  由于草莓采摘费时费力,是农业生产的难点之一。此项技术的研制成功对提高草莓生产效率,降低劳动强度,及实现草莓生产的标准化都具有积极作用。

10、自动化播种机器人

  道浩特的主业是昆虫学家,但在业余时间他沉浸于自己的业余爱好,变身机器人发烧友。眼下他正在研制革命性的农业机器人Prospero。他有一小队六足机器人,采用群技术和运行博弈软件,它们能携手合作,优化指定地块的种植。

  Prospero下到农田,首先会根据农时、种子和土壤类型的不同,先判断怎样种植能让这块土地获得最大收益,然后它们精准地耕种,寸土必究。它们会检查在预想的位置是否已经有种子播下。如果没有,就会把种子放置到理想的深度,然后作好标记。

  标记的方法是从蚂蚁那里学来的。蚂蚁利用信息素留下标志,使其他蚂蚁可以找到该关注地点。机器人农民会在播下种子后喷洒白色颜料,它改变了周围土壤的反射率。其他机器人获知这种变化,就“看”到地块里的每一颗种子了。 

  道浩特说,机器人农民刚刚起步,当前的Prospero样机只算得上是自动化的微型播种机,下一阶段将逐步增加机器化管理、机器化收获等功能。他想要的机器人农民最终将可以种植、管理并收获作物,全程自主地――更重要的是以最有效的方式――包揽所有的农活。机器人农民可以全天候工作,帮助一块地保持在最佳条件,不用化学品对抗害虫及其他外来入侵植物,提高作物产量和作物健康。不过很明显,要达成这样的目标尚需时日。

 
 

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