農(nóng)業(yè)如何實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展？實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是其中關(guān)鍵一環(huán)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與成熟，先進(jìn)的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備甚至是機(jī)器人已開始進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，將人從繁重的

 

　　農(nóng)業(yè)勞動(dòng)中解放出來，節(jié)本增效。為農(nóng)民朋友打開眼界。

 

　　下一代的自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在田野中忙碌開來。你可能已經(jīng)見過它們，只是并未留意，因?yàn)檫@些機(jī)器人都扮成了拖拉機(jī)的樣子。

 

　　農(nóng)機(jī)之間可對(duì)話

 

　　今天的這些“拖拉機(jī)”，有許多都是自動(dòng)駕駛的，它們依靠GPS導(dǎo)航穿過田野，還能對(duì)自己的零件“說話”。而這些零件，比如一把犁、一只噴霧器等，也能向拖拉機(jī)“回話”。

 

　　美國約翰迪爾公司2012年出售的一種復(fù)合收割機(jī)，就能和牽引式掛車聯(lián)系，并且提醒司機(jī)裝載谷物。德國的芬特公司也研制出了成對(duì)作業(yè)的拖拉機(jī)，其中的一臺(tái)由人工操作，另一臺(tái)自動(dòng)駕駛，在邊上模仿第一臺(tái)的動(dòng)作。這套系統(tǒng)可以有效地將農(nóng)民在田野中的勞作時(shí)間減半—而這還僅僅是開始。

 

　　今天的農(nóng)業(yè)機(jī)器個(gè)頭和重量皆大，因此有一個(gè)重大的缺陷：它們會(huì)壓緊土壤，減少孔隙，殺死有益的生物。這樣一來，作物就無法茁壯生長(zhǎng)。壓緊的土壤還會(huì)增加雨水侵蝕。

 

　　有了輕型機(jī)器人，犁地就再也沒有必要了，由此可以大大降低能耗，也能降低農(nóng)耕中排放的二氧化碳。當(dāng)土地不再緊實(shí)，土壤就能保住原有的結(jié)構(gòu)，留住有益的生物。它們還能吸收更多的水分，保持更久的肥力。

 

　　具有這些能力的自動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)開始在田野試驗(yàn)中展現(xiàn)能力了。它們需要具備的關(guān)鍵能力有3種：能自動(dòng)行駛，能分析眼前的場(chǎng)景，還要能幫助農(nóng)民燒掉野草、噴灑農(nóng)藥或者收割莊稼。

 

　　其中導(dǎo)航系統(tǒng)還是最簡(jiǎn)單的部分，特別是在有了高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)之后。這種技術(shù)能使機(jī)器將自己的位置確定在2厘米之內(nèi)，由德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的阿諾·魯克肖森研發(fā)，目的是為一款叫做“BoniRob”的模塊式農(nóng)業(yè)機(jī)器人導(dǎo)航。BoniRob的外形像一輛四輪越野車，利用幾臺(tái)光譜成像儀來區(qū)分綠色的作物和褐色的土壤。它能記下每一株作物的位置，并在生長(zhǎng)季中一次次返回原地觀察它們的生長(zhǎng)。

 

　　用激光槍除雜草

 

　　除盡雜草是農(nóng)民特別向往的一個(gè)目標(biāo)，因?yàn)殡s草會(huì)使有些作物的產(chǎn)量下降5成還多。因此，魯克肖森下一步的計(jì)劃就是，給他的機(jī)器人安裝一套精確的噴灑系統(tǒng)，該系統(tǒng)仿照噴墨打印機(jī)，能夠在雜草的葉片上噴灑微小的除草劑液滴。魯克肖森估計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)能夠使農(nóng)藥的使用減少8成。根據(jù)布萊克摩爾的計(jì)算，即便是將機(jī)器人的前期投資計(jì)算在內(nèi)，這個(gè)新方法也會(huì)比傳統(tǒng)的除草手段便宜。

 

　　不僅如此，新方法還明顯有利于生物多樣性的維持，因?yàn)樗軐⒊輨⑺赖闹参飻?shù)目減到最低。噴灑殺蟲劑不是機(jī)器人清除雜草的唯一手段：試驗(yàn)中的樣機(jī)還能用火焰噴射器和激光槍燒死雜草，這一點(diǎn)對(duì)于有機(jī)農(nóng)業(yè)可是大有用處的。

 

　　田野試驗(yàn)顯示，機(jī)器人能用傳感器測(cè)量每一株小麥的氮水平，然后酌量施肥，并由此將整塊田地的化肥使用削減8成以上，做到物盡其用。一方面是化肥減少使用，一方面是土壤變松、蓄水能力加強(qiáng)，結(jié)果就是河流和水道變得更加健康。除此之外，還有一個(gè)不言而喻的好處：化肥的工業(yè)生產(chǎn)造成的大量碳排放，在精確施肥之后也能有所緩解。

 

　　接下來的難題就是，如何區(qū)分雜草和作物。研究者正在研發(fā)相應(yīng)的機(jī)器視覺系統(tǒng)，希望能借助葉片的不同形狀來辨認(rèn)比如雜草和甘蔗的不同。

 

　　澳大利亞野外機(jī)器研究中心的薩拉·蘇卡黎表示，機(jī)器人視覺也會(huì)在大約幾年之后就緒。

 

　　和蘇卡黎一樣，英國哈珀亞當(dāng)斯大學(xué)學(xué)院研究農(nóng)業(yè)技術(shù)的西蒙·布萊克摩爾也認(rèn)為農(nóng)業(yè)機(jī)器人的運(yùn)營沒有技術(shù)上的障礙。目前已經(jīng)有人對(duì)配備了機(jī)器視覺的機(jī)器人做過試驗(yàn)。結(jié)果證明，這些機(jī)器人的確能夠在田野中辨別野草，并且酌量噴灑除草劑。另有一些試驗(yàn)顯示，機(jī)器人灌溉系統(tǒng)能夠?qū)⒂盟鳒p一半。“現(xiàn)在是技術(shù)具備，只欠投資了。”布萊克摩爾說。

 

　　隨著人口老化和農(nóng)民數(shù)目的減少，日本也把目光轉(zhuǎn)向了機(jī)器人。眼下，日本北海道大學(xué)的野口伸正在主持一個(gè)研究項(xiàng)目，旨在將農(nóng)業(yè)機(jī)器人推向市場(chǎng)。該項(xiàng)目為期5年，目標(biāo)是將農(nóng)耕從播種到收獲的各個(gè)環(huán)節(jié)全部自動(dòng)化。研究將主要圍繞日本的3種標(biāo)志性作物：稻米、小麥和大豆。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃2014年就在農(nóng)田里試驗(yàn)樣機(jī)。“從現(xiàn)在起的5年之后，我們就打算把它們推到市場(chǎng)上銷售，”野口說道。