機(jī)器人可在諸多方面促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園藝行業(yè)發(fā)展，代替人工勞動(dòng)，完成復(fù)雜、繁重或單調(diào)的工作，并且通過以更為精準(zhǔn)和有針對性的方式使用適當(dāng)必要的工具和原材料，有助于鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)園藝行業(yè)邁向可持續(xù)發(fā)展道路。
普瑞瓦Kompano摘葉機(jī)器人
在今年荷蘭國際園藝展會(huì)（GreenTech）上，普瑞瓦推出可獨(dú)立在溫室內(nèi)移動(dòng)行進(jìn)的摘葉機(jī)器人Kompano，可全天候?qū)Ψ阎仓赀M(jìn)行摘葉操作。在智慧算法和已獲專利的末端執(zhí)行器支持下，這款機(jī)器人每周作業(yè)面積達(dá)1公頃，準(zhǔn)確率超過85%。
普瑞瓦與荷蘭種植戶、技術(shù)合作伙伴和專家共同研發(fā)Kompano。這款機(jī)器人已在荷蘭的多個(gè)溫室進(jìn)行試驗(yàn)，并準(zhǔn)備將其投入生產(chǎn)。據(jù)悉首批生產(chǎn)50臺(tái)，第一批機(jī)器人已經(jīng)交付種植者使用。此外，Kompano生產(chǎn)線未來還將農(nóng)業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)拓展至黃瓜摘葉以及番茄和黃瓜采收。
今年9月，荷蘭工業(yè)企業(yè)VDL集團(tuán)聯(lián)手荷蘭園藝企業(yè)Bosman Van Zaal推出CropTeq摘葉機(jī)器人，專注于解決黃瓜植株的自動(dòng)化摘葉工作。在荷蘭黃瓜有兩種不同種植方式：傳統(tǒng)種植（傘形栽培）和單桿整枝高空吊蔓栽培。相較于傳統(tǒng)種植方式，后者的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量更高（最多可增加50%）以及產(chǎn)品質(zhì)量更佳；缺點(diǎn)是易感染病毒且人工成本更高。這款機(jī)器人作業(yè)范圍是在高空吊蔓栽培的黃瓜植株中進(jìn)行摘葉，未來還將繼續(xù)探索其在番茄等其他吊蔓栽培作物中的應(yīng)用。
這款機(jī)器人單臂每小時(shí)摘葉1000片以上。在今年9月進(jìn)入最后整體測試階段，以及在今年第四季度進(jìn)入市場，并計(jì)劃在2022年售出100臺(tái)。
日本Inaho番茄采收機(jī)器人
今年10月，日本農(nóng)業(yè)科技公司Inaho宣布在荷蘭番茄大世界（Tomatoworld）展示使用其番茄采摘機(jī)器人。任何前往荷蘭番茄大世界參觀的游客可以詳細(xì)了解這款機(jī)器人的具體規(guī)格參數(shù)和功能。這款機(jī)器人的主要特點(diǎn)有：全自動(dòng)化采摘零食番茄、AI算法根據(jù)果實(shí)顏色和大小識別成熟度、一次充電可使用12小時(shí)、可晝夜工作。
據(jù)悉，Inaho在日本種植者之間對這款機(jī)器人進(jìn)行田間試驗(yàn)，并通過其在夜間勞作證實(shí)可將人力勞動(dòng)減少16%。鑒于日本與荷蘭的種植者在采收和采后流程操作中遵循不同標(biāo)準(zhǔn)，Inaho也在與荷蘭伙伴展開合作，研發(fā)更加適合荷蘭種植者習(xí)慣的機(jī)器人。
美國溫室公司Appharvest于今年上半年收購了農(nóng)業(yè)機(jī)器人公司Root AI。Root AI采收機(jī)器人Virgo可以在室內(nèi)和室外運(yùn)行，但重點(diǎn)是在受控環(huán)境農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。公司在過去三年里收集了大量番茄圖像的數(shù)據(jù)，使這款機(jī)器人可以在不同種植環(huán)境下識別50余種番茄品種的成熟階段，借助紅外攝像頭生成特定區(qū)域的3D彩色掃描圖像并進(jìn)行評估，判斷番茄理想采收時(shí)間。
據(jù)悉，目前AppHarvest番茄采收機(jī)器人在荷蘭鮮食產(chǎn)品公司Greenco溫室使用，優(yōu)化其在溫室中表現(xiàn)。該機(jī)器人有望在2023年投放市場。
歐洲與以色列研發(fā)甜椒采摘機(jī)器人Sweeper
在歐盟“地平線2020”計(jì)劃資助下，多方開展了系列農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究項(xiàng)目。荷蘭、比利時(shí)、瑞典和以色列四個(gè)國家科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)對農(nóng)業(yè)機(jī)器人開展廣泛研究和試驗(yàn)，其研究成果是Sweeper甜椒采收機(jī)器人。據(jù)悉，這款機(jī)器人旨在解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺問題，借助計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)判斷甜椒成熟度，可實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的采摘操作。采摘一枚甜椒僅需24秒，每日工作時(shí)長可達(dá)20小時(shí)，準(zhǔn)確率超過60%。有望在三至五年內(nèi)推出商業(yè)版。
荷蘭高科技工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)Kind Technologies旗下Crux Agribotics公司通過發(fā)展視覺和機(jī)器/深度學(xué)習(xí)軟件，在農(nóng)產(chǎn)品自動(dòng)分級、分類、包裝等領(lǐng)域提供解決方案。除可用于黃瓜、番茄等產(chǎn)品的自動(dòng)分級裝置外，公司還在研發(fā)基于視覺技術(shù)和機(jī)器的學(xué)習(xí)的黃瓜采摘機(jī)器人，通過掃描、采收，根據(jù)位置和大小的詳細(xì)的3D信息。沒有人工干預(yù)的情況下，將黃瓜在采收后自主運(yùn)輸至包裝區(qū)，實(shí)現(xiàn)從采收到包裝的全程自動(dòng)化處理。
包裝系統(tǒng)根據(jù)不同的包裝或產(chǎn)品要求多線操作，生產(chǎn)線自動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量檢測并且同步判斷作業(yè)機(jī)器人的工作量。帶有視覺系統(tǒng)的機(jī)器人還可在溫室檢查作物及葉片情況，并在必要時(shí)修剪葉片，優(yōu)化植物生長。攝像頭和傳感器捕獲到的數(shù)據(jù)傳達(dá)給種植者，種植者可以根據(jù)獲得的作物信息預(yù)測產(chǎn)量。機(jī)器人途徑作物時(shí)還可在早期持續(xù)檢測病害情況。
普瑞瓦Kompano摘葉機(jī)器人
在今年荷蘭國際園藝展會(huì)（GreenTech）上，普瑞瓦推出可獨(dú)立在溫室內(nèi)移動(dòng)行進(jìn)的摘葉機(jī)器人Kompano，可全天候?qū)Ψ阎仓赀M(jìn)行摘葉操作。在智慧算法和已獲專利的末端執(zhí)行器支持下，這款機(jī)器人每周作業(yè)面積達(dá)1公頃，準(zhǔn)確率超過85%。
普瑞瓦與荷蘭種植戶、技術(shù)合作伙伴和專家共同研發(fā)Kompano。這款機(jī)器人已在荷蘭的多個(gè)溫室進(jìn)行試驗(yàn)，并準(zhǔn)備將其投入生產(chǎn)。據(jù)悉首批生產(chǎn)50臺(tái)，第一批機(jī)器人已經(jīng)交付種植者使用。此外，Kompano生產(chǎn)線未來還將農(nóng)業(yè)機(jī)器人業(yè)務(wù)拓展至黃瓜摘葉以及番茄和黃瓜采收。
圖1. Kompano摘葉機(jī)器人（圖源/Priva）
荷蘭VDL CropTeq摘葉機(jī)器人今年9月，荷蘭工業(yè)企業(yè)VDL集團(tuán)聯(lián)手荷蘭園藝企業(yè)Bosman Van Zaal推出CropTeq摘葉機(jī)器人，專注于解決黃瓜植株的自動(dòng)化摘葉工作。在荷蘭黃瓜有兩種不同種植方式：傳統(tǒng)種植（傘形栽培）和單桿整枝高空吊蔓栽培。相較于傳統(tǒng)種植方式，后者的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量更高（最多可增加50%）以及產(chǎn)品質(zhì)量更佳；缺點(diǎn)是易感染病毒且人工成本更高。這款機(jī)器人作業(yè)范圍是在高空吊蔓栽培的黃瓜植株中進(jìn)行摘葉，未來還將繼續(xù)探索其在番茄等其他吊蔓栽培作物中的應(yīng)用。
這款機(jī)器人單臂每小時(shí)摘葉1000片以上。在今年9月進(jìn)入最后整體測試階段，以及在今年第四季度進(jìn)入市場，并計(jì)劃在2022年售出100臺(tái)。
圖2. 荷蘭黃瓜的兩種常見種植方式以及摘葉區(qū)域（圖源/VDL）
圖3. CropTeq摘葉機(jī)器人（圖源/GreenPeak）
日本Inaho番茄采收機(jī)器人
今年10月，日本農(nóng)業(yè)科技公司Inaho宣布在荷蘭番茄大世界（Tomatoworld）展示使用其番茄采摘機(jī)器人。任何前往荷蘭番茄大世界參觀的游客可以詳細(xì)了解這款機(jī)器人的具體規(guī)格參數(shù)和功能。這款機(jī)器人的主要特點(diǎn)有：全自動(dòng)化采摘零食番茄、AI算法根據(jù)果實(shí)顏色和大小識別成熟度、一次充電可使用12小時(shí)、可晝夜工作。
據(jù)悉，Inaho在日本種植者之間對這款機(jī)器人進(jìn)行田間試驗(yàn)，并通過其在夜間勞作證實(shí)可將人力勞動(dòng)減少16%。鑒于日本與荷蘭的種植者在采收和采后流程操作中遵循不同標(biāo)準(zhǔn)，Inaho也在與荷蘭伙伴展開合作，研發(fā)更加適合荷蘭種植者習(xí)慣的機(jī)器人。
圖4. Inaho番茄采摘機(jī)器人（圖源/Hortibiz）
美國AppHarvest番茄采收機(jī)器人美國溫室公司Appharvest于今年上半年收購了農(nóng)業(yè)機(jī)器人公司Root AI。Root AI采收機(jī)器人Virgo可以在室內(nèi)和室外運(yùn)行，但重點(diǎn)是在受控環(huán)境農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。公司在過去三年里收集了大量番茄圖像的數(shù)據(jù)，使這款機(jī)器人可以在不同種植環(huán)境下識別50余種番茄品種的成熟階段，借助紅外攝像頭生成特定區(qū)域的3D彩色掃描圖像并進(jìn)行評估，判斷番茄理想采收時(shí)間。
據(jù)悉，目前AppHarvest番茄采收機(jī)器人在荷蘭鮮食產(chǎn)品公司Greenco溫室使用，優(yōu)化其在溫室中表現(xiàn)。該機(jī)器人有望在2023年投放市場。
歐洲與以色列研發(fā)甜椒采摘機(jī)器人Sweeper
在歐盟“地平線2020”計(jì)劃資助下，多方開展了系列農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究項(xiàng)目。荷蘭、比利時(shí)、瑞典和以色列四個(gè)國家科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)對農(nóng)業(yè)機(jī)器人開展廣泛研究和試驗(yàn)，其研究成果是Sweeper甜椒采收機(jī)器人。據(jù)悉，這款機(jī)器人旨在解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺問題，借助計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)判斷甜椒成熟度，可實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的采摘操作。采摘一枚甜椒僅需24秒，每日工作時(shí)長可達(dá)20小時(shí)，準(zhǔn)確率超過60%。有望在三至五年內(nèi)推出商業(yè)版。
圖5. Sweeper甜椒采收機(jī)器人（圖源/Sweeper官網(wǎng)）
荷蘭Crux Agribotics黃瓜巡檢采收機(jī)器人荷蘭高科技工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)Kind Technologies旗下Crux Agribotics公司通過發(fā)展視覺和機(jī)器/深度學(xué)習(xí)軟件，在農(nóng)產(chǎn)品自動(dòng)分級、分類、包裝等領(lǐng)域提供解決方案。除可用于黃瓜、番茄等產(chǎn)品的自動(dòng)分級裝置外，公司還在研發(fā)基于視覺技術(shù)和機(jī)器的學(xué)習(xí)的黃瓜采摘機(jī)器人，通過掃描、采收，根據(jù)位置和大小的詳細(xì)的3D信息。沒有人工干預(yù)的情況下，將黃瓜在采收后自主運(yùn)輸至包裝區(qū)，實(shí)現(xiàn)從采收到包裝的全程自動(dòng)化處理。
包裝系統(tǒng)根據(jù)不同的包裝或產(chǎn)品要求多線操作，生產(chǎn)線自動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量檢測并且同步判斷作業(yè)機(jī)器人的工作量。帶有視覺系統(tǒng)的機(jī)器人還可在溫室檢查作物及葉片情況，并在必要時(shí)修剪葉片，優(yōu)化植物生長。攝像頭和傳感器捕獲到的數(shù)據(jù)傳達(dá)給種植者，種植者可以根據(jù)獲得的作物信息預(yù)測產(chǎn)量。機(jī)器人途徑作物時(shí)還可在早期持續(xù)檢測病害情況。
圖6. Crux Agribotics關(guān)于未來黃瓜采摘機(jī)器人示意圖（圖源/Crux Agribotics）
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