自主种蔬菜、无损摘水果,市场已经把人类的食物供应交给机器人了
在硅谷一个不起眼的办公园区,有一家叫做“Iron-OX”的创业公司,他们想用一个会自动种植农作物的机器人来推进农业的自动化革命。
与很多室内农场不同,Iron OX没有选择当下非常流行的LED种植房(利用电力照明来给植物补光),而是选择打造日光温室。利用免费的太阳光自然很环保,但这并不是Iron OX想要改造温室农业的出发点。
“在美国,一个莴苣从农场到杂货店平均要穿越2000英里的距离,当时我们就在思考,为什么不在附近建一些温室呢?这样的话,被采摘下来的蔬菜就可以第一时间出现在我们的餐桌上。”公司的首席执行官布兰登•亚历山大在接受Wired采访时提到了创立Iron OX温室农场的初衷。
▲Iron OX CEO 布兰登•亚历山大 图片来源:Wired(下同)
“但温室生产已经经历了几十年的时间,目前的问题在于它的成本比户外农场高出了两倍多。”亚历山大说,“其中一个原因是空间缺乏诸如拖拉机那类可以提高种植效率的工具。”
为了把种植效率搞上去,Iron OX并没有在温室里部署拖拉机,而是先创建出一个装满营养液的定制水培托盘。托盘被分成不同的网格,农作物就在小孔中生长。
▲附带水培生长模块的托盘
但似乎水培种植也没什么好稀奇的,毕竟在有机超市里,水培蔬菜、水培绿萝等都很常见了。Iron OX采用这样的种植方式主要是为了方便其智能机器人手臂以及配套的移动系统对温室进行管理,这也是Iron OX真正特别的地方。
整个项目是这样的:由于目前的机器人还不够灵巧,因此种植的第一步还需要人类先把农作物放进水培生长模块中(即网格)。
接下来的事情就可以交给智能机器人去做了。Iron OX的温室机器人系统包括两部分,红色矩形移动框架和智能机器人手臂。
这个框架能够上下移动搭载水培模块的托盘并自行将它们带到适合生长的区域,它可以在整个温室中移动,因为研究人员为它设计了全方位转向轮,直线移动和曲线转弯都没问题。
之后需要关心的就是植物生长的问题了。如果是在传统农场,农民必须对它们进行分离操作,以保证作物有足够的生长空间。而在Iron OX的温室农场里,操作这件事情的是智能机器人手臂,它会采用不同间距的托盘,并将这些作物从一个地方移到另一个地方。
机器人手臂配备了立体相机,可以创建每个作物的3D图像,长度、大小、形状信息都能呈现,而且你还可以在分析图像的基础上对作物进行健康诊断。比如叶子边缘如果有很多斑点的话,可能是因为光照太多,这样我们就能适当地调整作物的位置。
此外,该公司正在开发机器学习算法,可以自动检测生病的植物,并在病症传播之前将其移出温室系统。比如,你可以告诉机器人“这株作物已经开始发霉,需要马上扔掉”,机器人下一次就能比较早地发现霉变。或者你可以教机器人识别哪些是好的蔬菜,随着时间的推移,它可以自行做出判断。
所以稍微总结一下的话,Iron OX智能温室系统能够通过数据收集与机器算法来自动种植和管理农作物,比人力更精准、更高效,而且还比传统农场占用的空间小、消耗的资源少。Iron OX公司表示,与户外农业相比,他们的水培系统的用水量能减少90%。
而除了Iron OX自主种植和管理农场的机器人系统之外,还有一些在农作物采摘环节表现抢眼的机器人,比如下面这些能采摘苹果和草莓的机器人。
美国的农业机器人创业公司Abundant Robotics致力于研发能摘苹果的机器人,农民可远程操控该系统。初步的方案是利用真空把苹果从树上吸过来,再通过不同大小的管口来传送采摘下来的苹果。5月,这家公司得到了谷歌母公司Alphabet旗下基金的领投。
而在10月,比利时工程公司Octinion设计和制造了一台能摘草莓的机器人,使用机器视觉算法来判断草莓熟没熟,之后自主导航、检测和定位成熟的草莓,然后用3D打印的软触手把草莓摘下来。速度虽然不及人类(机器人五秒一颗,人类3秒一颗),但它们也能保证不损伤水果,而且还可以日夜无休地干活。
人口的快速增长带来了越来越大的食物供应压力,但如今的农业劳动力又在逐年减少,因此,无论是温室农场还是传统农场,农业自动化对于人类的未来都至关重要。
而与机械化不同,农业自动化的浪潮建立在人工智能、机器视觉识别以及图像处理等技术突破的基础之上,因此近年来,智能农业机器人和无人农场概念兴起,成了新的蓝海。我们就拭目以待吧。
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