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作者:Mike Poodt

如何使机器人在农业食品方面取得成功?

上周,我参加了在荷兰海牙举办的RoboBusiness展览。该展览有一部分围绕农产品业,在我看来是很值得的参观的。各种演示向我证实了机器人在我们行业中拥有的巨大潜力。随着市场对高品质食品的需求不断增加,加上资源短缺,机器人可以成为解决世界粮食挑战的重要推动力。它们可以提高效率、提高产量,同时也解决了各种劳工纠纷。

在20年前,我在荷兰瓦赫宁根大学学习期间,我们也在研究在农业中使用收获机器人的可能性。是的,我们已经经历了20年的努力,但机器人中还没有在农业中被接纳。对机器人技术的可能性的接受相对较慢,这不但存在于农业中,也存在于其他产业中。在大会期间,有一段视频展示了一位管家机器人,这个视频在几十年前已经完成,当时他们预计到2017年,机器人肯定将会成为现实,但是其实并不然。


图片:Rijk Zwaan

难题与解决方案
我们先来看看农业方面的具体难题。机器人技术的实现为何对于这个行业来说如此困难? 显然,这主要是由于产品的自然特性:
  • 我们必须面对果蔬形状的自然变化的难题,这使果蔬的抓取和图像分析变得很困难
  • 果蔬有大量不同的生长系统和产品组合,所以我们需要灵活的机器人,同时它们需要专门处理非常精细的任务
  • 农作物必须在合适的时候进行处理或收获,而机器人需要跟高的能力才能胜任这份工作
精准农业:借助无人机和GPS,机器人和传感器使我们能够实现全新的作物管理水平。 得益于数据和传感器技术,我们现在可以为每个工厂提供最佳的处理,从而产生更多的产量,更少的投入。
  • Lely开发了一个挤奶机器人。该机器人在90年代初首次引入,现在这种创新机器人现在被广泛接受和应用
  • 除草机器人可以检测作物之间的杂草并除去。除草机器人可以将化学品的使用量减少高达95%
  • 精准农业:借助无人机和GPS、机器人和传感器,我们可以达到全新的作物管理水平。这得益于数据和传感器技术,我们现在可以为每个工厂提供最佳的处理,从而提高产量、减少投入。
现在很难解释为什么这些特定的机器人可以获得成功。部分原因可能是由于效率需求的迫切性。 但有时关键的驱动力可能来自不同的方面。以除草机器人为例子:主要是由于对有机农民需求,而这种需求促使了除草机器人的开发和成功。

大量的数据
除了成功之外,上述机器人还有一些共同之处。它们都产生大量的数据—不仅是主要用途的数据,还有可用于各种其他用途的数据。我认为现在所面临的难题是合并和分析所有这些数据,从而实现可操作的信息。

为了说明这一点,让我们再次以除草机器人为例。除草机器人不仅使用图像传感器检测杂草,还会检测作物。它可以测量作物的大小、叶绿素活性、营养需求,还可以检测疾病,并预测产量和收获的最佳时刻。

如果您认为所有这些见解和数据只对农民有价值,那您就错了。零售商和加工业也可以因此大大受益:他们将能够根据更好的信息来优化他们的流程,从这些信息中可以获知产量和其品质,还可以推测将在第几周可以进行加工和上市。从物流到销售活动的所有流程都可以借此优化,并可减少浪费,使产品追踪性可以提升到更高的水平。

在供应链的最开始,像Rijk Zwaan这样的育种公司,这些信息也是非常有用的。育种者的梦想是拥有其品种的丰富表现数据。性状和品种因此可以进一步优化。基于遗传学,他们甚至可以创造一些有特别性状的品种,使机器人的使用成为可能,例如叶的位置、中部长度或花序梗长度,调整这些性状以便于机器人的图像识别。我的同事BjörnD'hoop在RoboBusiness展览中,明确地解释了育种与机器人之间巨大的协同潜力。


另一位发言人是Lacquey公司的Richard van der Linde。他们为加工行业发明了一款机器人,可以根据图像分析技术来切除西生菜的茎。该机器人的工作效率可以达到比人类更高的水平,也可以减少食品浪费。每一个西生菜都需要进行测量,包括其品质数据。显然,不仅仅是加工厂可以从这些数据中受益。结合天气和地理信息,整个行业将可共同提高整个产品类别的品质和产量。

加强合作
我们还在谈论相对比较简单的机器人。但是想象一下,如果我们将整个供应链中的所有机器人的数据结合起来,会发生什么?我相信,这将是优化新鲜农产品的安全、品质和数量的最有效的方法,同时可应付世界人口的不断增长。

回到这篇博文的主要问题:在这次展览的发言人都对合作的重要性已经有了广泛的共识。荷兰瓦赫宁根大学的Gert Kootstra提到了机器人、农学家和最终用户所形成的三角关系。他的同事Eldert van Henten教授强调了小型的灵活公司在联系机器人与农产品之间差距方面的作用。Vanderlinde首席技术官Vincent Kwaks认为农业机器人发展如此缓慢的原因是大家的行动似乎过于分散。

我将再提出合作的另一个重要方面:我们需要把整个食物供应链团结在一起。如上面所提到的,自动数据收集可能是农产品机器人技术的关键成功因素,并且该数据与所有在供应链中的成员有关。我们了解到,要在农业中成功开发和应用机器人需要几十年的时间,所以我们应该把个人利益放在一边,加强大学、机器人行业和食品供应链所有成员之间的协作。

对于供应链的每一个环节,在荷兰我们拥有位于世界顶端的企业。最好的技术和农业大学、最好的育种者、种植者和基础设施。通过利用这一独特的地位,我们可以为世界粮食供应作出宝贵贡献,同时使荷兰成为创新农产品机器人领域的世界领先者。您、有兴趣加入我们吗?

Mike Poodt是国际育种公司Rijk Zwaan的创新商业顾问。这个荷兰家族企业的年营业额中有30%投入在研发中,并在100多个国家销售蔬菜种子。Mike的责任之一是使用和设计新技术,以改善Rijk Zwaan内的主要流程。他在荷兰瓦赫宁根大学学习农业工程,在2003年加入Rijk Zwaan公司。

作者:Mike Poodt

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