可缓解农业长期劳动力短缺的 11 种机器人
原创 2024-02-05 09:05 Mulan 来源:AGV由于全世界都缺乏农业工人,将多种农业任务自动化显然是一种解决办法。 在加沙冲突期间,Nitza Kardish 与其他数千名志愿者一起,每周两次前往温室采收西红柿、种植西葫芦和照料菠萝。全世界的农场工人都越来越少,而以色列农场的人手短缺问题在 10 月 7 日之前就已经很严重了。大多数农民依赖外国工人,包括来自加沙地带的工人。
哈马斯在当天的袭击中造成许多农民和农工受伤、死亡或被绑架,之后大多数亚洲工人逃离了以色列,这使得以色列的农场缺少大约 3 万名工人。Kardish 是一名科学家出身的投资家,拥有生物化学和生理学博士学位,现任Trendlines农业食品基金首席执行官,该基金投资于试图解决全球食品和农业系统巨大挑战的公司。
她说,经常有来自高科技公司的农场志愿者问她,为什么不能用机器来完成播种、除草、采摘和包装这些繁琐耗时的工作。她告诉他们,有这样的机器,但它们又大又贵,必须做得更小更便宜。
农业机器人
Kardish 说,农业机器人技术是农业技术中最重要的领域之一。
"机器人自动化解决了农业中最关键的问题之一:人力。你需要可靠的劳动力来源,而人类并不可靠。他们太脆弱了。我们在乌克兰和以色列就有这方面的可怕例子。"
她说,虽然非洲和东南亚的小农可能永远买不起农业机器人,但 "如果你能让大多数甚至一半的农民买得起,那将是非常了不起的"。以色列人正在利用他们的软件和工程专业知识来推进这一目标。
"我们不是日本、德国或韩国,没有制造这些机器的基础设施。我们知道如何制造机器的大脑。"她说:"我们可以让它们变得简单而聪明。然后就可以通过与国外公司的合资企业进行生产。"
以下是以色列公司开发农业劳动机器人的概况。
(1)空中采摘水果机器人
Tevel Aerobotics Technologies 公司制造气体和电力驱动的自动飞行机器人 (FAR),这些机器人从基站起飞,从树上摘下成熟的水果,然后轻轻放下,供人们收集。
人工智能 (AI)、传感器和摄像头帮助每台 FAR 确定哪些果实可以采摘;如何以最佳机械方式采摘特定果实,以及是否有果实因有瑕疵而无法销售。机器人还可以修剪、疏果和喷洒农药。
Tevel 公司创始人兼首席执行官亚尼夫-莫尔(Yaniv Maor)在雷霍沃特附近的公司全球总部说:"通过革新数千年来一直沿用的水果采摘流程,我们减少了浪费,最大限度地提高了产量。"
(2)收获西红柿
MetoMotion 制造了温室机器人工人(GRoW),这是一种自动驾驶汽车,可根据农民使用配套移动应用程序预设的参数收获温室西红柿。GRoW 可以减少 80% 的劳动时间,并将收获和劳动成本降低一半。
借助 3D 视觉技术,GRoW 可根据成熟度识别水果。它的机械臂轻柔地采摘行两侧的作物,并将其放在机器内部的传送带上,再由传送带将其送到机器人后部的板条箱中。该系统还能分析数据,进行产量估算和压力检测。
MetoMotion公司成立于2017年,总部设在Yokne'am Illit,目前已在荷兰的农场投入使用,不久还将在法国和芬兰的温室中部署。首席运营官莫蒂-施瓦茨(Moty Schwartz)说,MetoMotion公司未来可以调整其核心技术,使之适用于其他作物。
(3)管理自动驾驶农用车
Bluewhite 公司提供了一个软件平台,使一名人类操作员能够管理由拖拉机、机器人和无人机等自主农用车辆组成的车队,执行从播种到收割的各种任务。
人工智能、深度学习和计算机视觉使 Automato 的平台能够利用自身或第三方温室机器人安装和操作各种机器人应用。
(5)用于果树的拖拉机牵引机器人
以色列北部 Ramot Menashe 的 Nanovel 公司预计其水果采摘机器人系统将于今年投放市场。该公司首先将重点放在柑橘上,因为这种水果长在高大的树上,叶子很深,采摘难度很大。
利用机器人技术、计算机视觉和人工智能,拖拉机牵引的机器人可以识别成熟的水果,并通过抓手和吸力的组合轻柔地采摘。Nanovel 的机器人还能收集和分析果园数据,以便实时监控质量和生产率。
(6)包装车间的机器人
Eshet Eilon 为包装车间提供独特的机器人解决方案,可节省人力,提高水果和蔬菜分拣、包装和分级的效率。
公司所有者/首席执行官梅纳谢-塔米尔(Menashe Tamir)说,公司的客户遍布印度尼西亚、菲律宾和肯尼亚等 30 个国家。公司最新的机器人可以处理椰子、菠萝、鳄梨、核果、各种蔬菜甚至鱼类。
Eshet Eilon 公司自 1935 年起就设在西加利利的一个集体农场,目前正在开发用于小鸡分拣和包装车间先进卫生设备的机器人解决方案。
(7)收获苹果
Emek Hefer 公司的 FFRobotics("FF "代表 "新鲜水果")表示,其水果采摘机器人每侧有六个机械臂,可将苹果放在通往装箱机的传送带上,其效率和速度是普通人工采摘者的五到十倍。
2014年,该公司开始与华盛顿树果研究委员会合作,为广大的北美苹果园产业开发收割机器人。该系统于 2022 年首次商用。
FFRobotics 还对每棵树、每英亩和果园采摘的水果进行数据收集和分析。
(8)机器大黄蜂
Arugga(希伯来语“花坛”的意思)是第一家将机器人商业化的公司,该机器人成功地在番茄温室中复制了熊蜂授粉。Polly 机器人的计算机视觉检测准备授粉的花朵,然后应用校准的空气脉冲来振动它们,复制嗡嗡授粉。测试表明,Arugga 的产量与蜜蜂授粉的西红柿一样好,甚至比蜜蜂授粉的西红柿高 5%。
2023 年,Arugga 与以色列初创公司ViewNetic签署了商业合作协议,将 ViewNetic 的机器人病虫害检测解决方案添加到用于高科技温室的 Polly 授粉机器人中。
Arugga 首席执行官 Iddo Geltner 表示,与 ViewNetic 推出这一联合解决方案的同时,还推出了其第二个产品——机器人植物降低技术。
“借助 ViewNetic 解决方案,我们可以对温室中的植物健康状况进行更清晰的评估,最终提高种植者的利润。” 客户包括澳大利亚和芬兰的温室。
(9)自动化收割和除草
DailyRobotics正在构建一种经济高效的解决方案,以自动执行多种作物的收割、除草和修剪任务。它的软件“大脑”将现成的机械臂转变为模仿人类视觉和运动的智能机械臂。
创始人 Adham Ghazali 告诉 ISRAEL21c,他的科技加速初创公司解决了有机农业等可持续但劳动密集型实践中严重的劳动力短缺问题。
“农场越可持续,短缺就越严重,而 Daily Robotics 弥补了这一差距。”他说。
(10)机器搭建棚架
海法的BiomicAgritech开发了一种系统,可以自动对西红柿和黄瓜等温室蔬菜进行棚架搭建。这个过程通常需要用手将植物绑在垂直的金属丝上,然后在它们生长时将它们单独降低和倾斜。
拥有机械工程博士学位的创始人埃利泽·埃德尔斯坦 (Eliezer Edelstein) 表示,BiomicAgritech 的管道系统通过重力进行格架搭建,而倾斜和降低只需按一下按钮即可完成。
该方法在世界上独一无二,已在以色列和荷兰进行了测试和验证,可节省约40%的温室劳动力。
“我们的下一步是建立一个种植西红柿和黄瓜的全机器人温室原型。一切都写在纸上,非常容易采用;所需要的只是投资者帮助我们实现这一目标,”他告诉 ISRAEL21c。
(11)喷洒和修剪变得简单
Modi'in Robotic Perception成立于2019年,致力于为果园和葡萄园开发基于人工智能的自主精准农业系统。
在 NVIDIA Inception 的加速推动下,以及欧盟 Horizon 2020 计划和以色列创新局的资助下,Robotic Perception 为其自主平台开发了一个演示网站,用于喷洒、割草和监控葡萄园。
机器人葡萄园工人
随后,该公司将重点放在三款具体产品上:一种正在申请专利的机器人喷雾器,经证明可以减少至少 25% 的有害农药的使用,同时提高效果;用于修剪果树的机械臂,这是一项重要但劳动密集型的任务;和一台完全自主的拖拉机。
创始人兼首席执行官 Yoav Banitt 表示,喷雾器和修剪器将在欧洲农业食品创新测试和实验设施AgriFoodTEF进行验证,并着眼于今年实现商业化。
Banitt 说:“我们与一家大型拖拉机制造商就独特的机器人修剪臂签署了一份谅解备忘录,并从意大利的一个葡萄园签署了机器人喷雾机的初步采购订单。”他补充说,该公司已在法国和墨西哥开设了办事处。“