在農(nóng)業(yè)中使用機(jī)器人進(jìn)行各種類(lèi)型的耕作作業(yè)的可能性比您想象的要廣泛。力學(xué)、類(lèi)型學(xué)、引擎、功能：這是您需要了解的內(nèi)容和開(kāi)放的機(jī)會(huì)。

經(jīng)驗(yàn)之談

在農(nóng)業(yè)中使用機(jī)器人的范圍比你想象的要寬廣。從修剪到播種，沒(méi)有一個(gè)地方是不被觸及的。據(jù)市場(chǎng)估計(jì)，從現(xiàn)在到2030年，它們將呈指數(shù)式增長(zhǎng)。

從彌補(bǔ)人員短缺的需要到使農(nóng)業(yè)更有效率和可持續(xù)發(fā)展的需要，農(nóng)業(yè)中機(jī)器人的發(fā)展有很多原因。所有這些都為研究和創(chuàng)業(yè)提供了相當(dāng)多的機(jī)會(huì)。

目前的情況雖然充滿(mǎn)活力，但卻存在一些監(jiān)管和基礎(chǔ)設(shè)施方面的差距。簡(jiǎn)而言之：需要最新的法規(guī)和令人滿(mǎn)意的互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，未來(lái)都在機(jī)器人一邊。

農(nóng)業(yè)中的機(jī)器人是在耕種領(lǐng)域執(zhí)行各種任務(wù)的真正可能性。從擠奶到播種，從馬廄到田地，可能性很多，即使它們的技術(shù)發(fā)展正處于全面演變之中。

人們對(duì)農(nóng)業(yè)中的機(jī)器人技術(shù)有相當(dāng)大的興趣：正如Emergen Research（一家專(zhuān)注于新興行業(yè)的聯(lián)合研究和咨詢(xún)公司）估計(jì)的那樣，市場(chǎng)將從2021年的近70億美元增長(zhǎng)到2030年的990億美元以上。但這種顯著增長(zhǎng)的原因是什么？首先是工人的短缺，這或多或少影響到所有國(guó)家。

Coldiretti Cuneo在2022年12月指出了這個(gè)問(wèn)題，他指出："為了節(jié)省農(nóng)作物，皮埃蒙特至少有23%的養(yǎng)老金領(lǐng)取者繼續(xù)從事農(nóng)業(yè)工作"，但這個(gè)問(wèn)題在北方和南方都有感受。"

在英國(guó)，全國(guó)農(nóng)民聯(lián)盟（NFU）估計(jì)，田間工人的短缺正在造成超過(guò)6000萬(wàn)英鎊的浪費(fèi)--以未收獲的水果和蔬菜為例。"

對(duì)機(jī)器人盟友的需求也是由于技術(shù)的推動(dòng)，使耕作方法更加高效、精簡(jiǎn)和可持續(xù)。這也是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)越來(lái)越受歡迎的原因之一，其目的是減少時(shí)間和成本，最大限度地提高作物的質(zhì)量，增加產(chǎn)量，同時(shí)以更可持續(xù)的方式管理田間工作[更多細(xì)節(jié)，我們建議閱讀我們的機(jī)器人技術(shù)指南，其中解釋了什么是機(jī)器人技術(shù)，它是如何工作的，有哪些應(yīng)用實(shí)例 - 編者注]。

農(nóng)業(yè)中的機(jī)器人：自動(dòng)化的發(fā)展帶來(lái)的好處

但是，機(jī)器人在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用有多廣泛，特別是在田間工作方面？在回答這個(gè)問(wèn)題之前，必須牢記，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植的機(jī)器人技術(shù)是農(nóng)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械、電子和TLC工程之間不斷污染的過(guò)程的結(jié)果。

它是自動(dòng)化的最先進(jìn)成果，從制導(dǎo)系統(tǒng)開(kāi)始，逐漸擴(kuò)展到其他業(yè)務(wù)，并具有顯著的優(yōu)勢(shì)。其中之一是通過(guò)委托機(jī)器人進(jìn)行某些作物操作來(lái)增加可支配的表面積，通常是那些重復(fù)性較高或需要少量決策的作物。

意大利帕多瓦大學(xué)土地和農(nóng)林系統(tǒng)系的專(zhuān)家研究員Marco Sozzi說(shuō)："這第一個(gè)結(jié)果，是農(nóng)業(yè)機(jī)械化的結(jié)果，使更多的土地和被認(rèn)為是邊緣的土地得到利用成為可能。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高了單一文化操作的能源效率。"

機(jī)器人機(jī)器通常是混合型的，即它們將內(nèi)熱式發(fā)動(dòng)機(jī)與變頻器結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行電力服務(wù)并優(yōu)化柴油消耗和溫室氣體排放。

然而，從市場(chǎng)數(shù)據(jù)可以看出，最現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機(jī)器人是電動(dòng)車(chē)：事實(shí)上，78%的電動(dòng)車(chē)是電動(dòng)車(chē)，而8%是混合動(dòng)力車(chē)。電力驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致更少的部件（電動(dòng)汽車(chē)的機(jī)械裝置比內(nèi)熱汽車(chē)的機(jī)械裝置更簡(jiǎn)單），這就轉(zhuǎn)化為更緊湊和更輕的車(chē)輛，單位重量的功率密度更高。

此外，使用自動(dòng)化程度高的機(jī)器會(huì)使操作人員更加安全，他們可以遠(yuǎn)程進(jìn)行耕種操作，而不必親自參與。

Asaps觀察站報(bào)告說(shuō)，如果我們考慮到從2010年到2021年，有4,555起涉及農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的嚴(yán)重事故，其中2,050人死亡，3,067人受傷，這個(gè)因素就相當(dāng)重要。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人：類(lèi)型、等級(jí)……

至于按功率等級(jí)和類(lèi)型劃分的可能細(xì)分，可以確定四種。第一個(gè)將每公斤功率密度低的機(jī)器人平臺(tái)和主要是太陽(yáng)能類(lèi)型的電源結(jié)合在一起，非常適合相對(duì)非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用，例如監(jiān)控。

"另一方面，在第二類(lèi)中，大多數(shù)電動(dòng)機(jī)器人被分組執(zhí)行更復(fù)雜的動(dòng)作，例如除草和防御。另一方面，在第三類(lèi)中，我們的機(jī)器人具有更大的重量功率比，可用作工具載體和耕地。最后，在第四類(lèi)中，我們發(fā)現(xiàn)了用于播種等特定活動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人。"帕多瓦大學(xué)的研究人員解釋說(shuō)。在后一類(lèi)中，正在研究對(duì)地面重量進(jìn)行建模的可能性，從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取并改變重量的劃分。

但是農(nóng)業(yè)機(jī)器人主要在哪里開(kāi)展活動(dòng)，尤其是在耕種領(lǐng)域？他們主要考慮的作物范圍從草本植物（占平均數(shù) 44% 的普遍作物）到樹(shù)木 (35%) 和蔬菜 (21%)。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人的尺寸和功能

就尺寸而言，它們的范圍從大小與傳統(tǒng)拖拉機(jī)或多或少相似的工具車(chē)到可能在車(chē)隊(duì)中活躍的更苗條的播種車(chē)。

至于它們的設(shè)計(jì)功能，大多數(shù)集中在機(jī)械除草和防御上：38% 的手段用于這兩個(gè)目的（每個(gè)目的各占 19%）。

其次是監(jiān)控車(chē)（16%）、工具車(chē)和收集車(chē)（均占13%）。自主拖拉機(jī)(3%)仍然是一個(gè)利基市場(chǎng)。在最后這方面，在研究層面開(kāi)發(fā)的手段中，值得注意的是GRAPE，一種用于監(jiān)測(cè)和保護(hù)葡萄園的自主機(jī)器人，由米蘭理工學(xué)院的 AIRLAB（人工智能和機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室）創(chuàng)建，目的是控制葡萄園里沒(méi)有殺蟲(chóng)劑的害蟲(chóng)。配備手臂和信息素涂層設(shè)備分配器的機(jī)器人的任務(wù)是在葡萄園中導(dǎo)航，為設(shè)備找到合適的位置并放置它們。

但由于其操作復(fù)雜性的特點(diǎn)，不乏特別有趣的解決方案：在這方面，意大利也可以算上皮亞琴察天主教大學(xué)和 IIT 團(tuán)隊(duì)以協(xié)作機(jī)器人的形式合作的成果- 由皮亞琴察大學(xué)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的精確協(xié)作臂 - 專(zhuān)門(mén)從事葡萄樹(shù)修剪。它安裝在意大利理工學(xué)院制造的 HyQReal 四足機(jī)器人上，能夠在崎嶇不平的道路上移動(dòng)。

正在研究的農(nóng)業(yè)機(jī)器人的其他可能性包括正在申請(qǐng)專(zhuān)利的設(shè)備 - 也是意大利制造 - 它允許您自動(dòng)將動(dòng)力輸出、液壓和電源插座連接到拖拉機(jī)，完全安全且節(jié)省大量時(shí)間。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)

還是關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的問(wèn)題，主要生產(chǎn)國(guó)是美國(guó)和法國(guó)，但具體市場(chǎng)的特點(diǎn)是存在大量的初創(chuàng)企業(yè)和從大學(xué)衍生出來(lái)的創(chuàng)新現(xiàn)實(shí)。

另一方面，這是一個(gè)充分演變的方案，它以研究為主導(dǎo)因素。經(jīng)常發(fā)生的情況是，這些研發(fā)公司被大集團(tuán)所接管。

最具代表性的例子是巨頭約翰迪爾以2.5億美元收購(gòu)了熊旗機(jī)器人公司（專(zhuān)門(mén)從事傳統(tǒng)拖拉機(jī)的自動(dòng)化，利用人工智能系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀踝灾鞯能?chē)輛）。

通過(guò)查看該領(lǐng)域涌現(xiàn)出的創(chuàng)新公司的數(shù)量，也可以感受到來(lái)自初創(chuàng)公司的推動(dòng)力：根據(jù)Better Food Ventures的數(shù)據(jù)，有近250家農(nóng)業(yè)機(jī)器人初創(chuàng)公司，它們將與農(nóng)業(yè)有關(guān)的各種活動(dòng)自動(dòng)化。該地圖是與加利福尼亞大學(xué)的農(nóng)業(yè)和自然資源部合作制作的。

農(nóng)業(yè)中的機(jī)器人：法規(guī)、限制和開(kāi)放的視角

如果在技術(shù)層面上，農(nóng)業(yè)中的機(jī)器人正在取得重大進(jìn)展，那么在監(jiān)管方面就不是這樣了。正如Marco Sozzi本人在Fieragricola技術(shù)公司的一次會(huì)議上所指出的："目前，關(guān)于在農(nóng)業(yè)中使用機(jī)器人的規(guī)定是指2006年的機(jī)械指令，此外還有一系列與民法和安全相關(guān)的規(guī)定。這項(xiàng)指令目前正在討論中，一個(gè)新的法規(guī)將取代它：后者實(shí)際上是歐洲立法者立法行動(dòng)的一部分，與網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、數(shù)據(jù)管理、甚至與排放有關(guān)的法規(guī)等相關(guān)聯(lián)。"

這一規(guī)定應(yīng)該帶來(lái)好處，包括對(duì)機(jī)器人機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的可能性。希望這將導(dǎo)致機(jī)器管理的更大自主性，當(dāng)然，同時(shí)規(guī)定要遵守最嚴(yán)格的安全措施。

另一點(diǎn)需要考慮的是，用于農(nóng)業(yè)的機(jī)器人解決方案是與互聯(lián)網(wǎng)相連的。這是需要考慮的一點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)覆蓋不夠充分時(shí)的一個(gè)限制。需要有基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)確保在任何時(shí)候的覆蓋。

最后但肯定不是最不重要的：需要技能，需要能夠操作機(jī)器的訓(xùn)練有素的人。因此，并不缺乏差距，但道路是標(biāo)明的：在農(nóng)業(yè)中使用機(jī)器人所帶來(lái)的機(jī)會(huì)對(duì)它們不發(fā)展是決定性的。技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越大的自動(dòng)化的可能性--也得益于人工智能技術(shù)的使用--以及減少環(huán)境影響和提高產(chǎn)量的需要，使我們對(duì)其逐步推廣持樂(lè)觀態(tài)度。