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机器人摘猕猴桃是一种怎样的体验?我国普及难点又在哪?
来源:机器人大讲堂 | 作者:机器人大讲堂 | 发布时间: 1666天前 | 5664 次浏览 | 分享到:
关于农业机器人国内外一直有公司在进行商业化探索,最近在网上火热的是国外发布的一款猕猴桃采摘机器人,灵巧的“手”一下就能把猕猴桃从树上摘下来

  尤其在浙江、湖南、云南等11个南方省份中,丘陵山地占耕地比例在60%以上,导致南方地区成了我国农机化发展的“洼地”。所以,南方丘陵山地农业生产机械化水平提升迫在眉睫。

  尽管国内一些厂家针对适合丘陵山地使用的小微型机具进行了研发和改进,但由于技术成熟度不高、机型少、性能不稳定等原因,导致研发的农机具种类不适宜或者不完全适宜丘陵山地农业生产,造成了丘陵山地农机装备供给严重不足,农机化水平难以提高。

  同时丘陵山地林果采摘智能自动化也有着必要性目前,我国果品总种植面积和产量均占世界第。已成为种植业中位列粮食、蔬菜之后的第三大产业。2000年至2015年,中国果园面积由893.2万公顷增至1,281.6万公顷,CAGR2.44%,呈现稳定增长态势。2010年至2015年,中国水果总产量由2.14亿吨增至2.74亿吨。

  据中国农业科学院预测,到2024年,中国人均水果消费量将达到93.9kg,市场规模将达到3.24万亿元。林果产业已成为我国林果产区经济发展和农民增收致富的新亮点和支柱产业,规模化生产需求越来越迫切。

图1.1.2.1 中国果园面积

图1.1.2.2 中国水果产量

  林果采摘是整个林果生产环节中最重要的部分,所用劳动力约占整个生产过程所用劳动力的35%~45%,且具有季节性强、周期性短、劳动强度大、劳动力成本高但却采摘效率低下的特点,严重制约了我国林果产业的进一步发展。

  作为全球最大的农业机器人市场国家之一,我国农业机器人产业发展形势良好,相关企业技术创新能力与市场竞争力不断加强。从数据来看,中国农业机器人研究产出规模已经超过美国,在收获和采摘机器人等部分细分领域优势更为明显。国家对于农业机器人产业发展也非常支持,相继出台了一系列政策举措,推动包括农业机器人在内的机器人行业加快发展。

  不过,就目前而言,我国农业机器人市场的快速增长仍然面临一定挑战,与西方发达国家存在一定差距,如农牧业工艺与机械设备结合不够紧密,国内农业机器人产品稳定性、故障率、易用性等指标差强人意,智能化程度有待提升,核心算法尚有欠缺等。

  难题与解决

  机器视觉深度学习相结合的技术难题也是困扰我国农业机器人发展的关键原因。对于林果采摘机器人研究而言,当前最大的最迫切需要解决的问题是果实的实时识别和定位不准确。在采摘过程中,机器人通过相机实时捕获图像,视场中除了果实还包括天空、枝叶、果实、大地等干扰项,而且存在重叠、遮挡,光照不均,背景复杂等因素,对识别算法的鲁棒性提出了严峻考验。

  此前,基于机器视觉技术的识别、定位研究是主流趋势,但是经过多年的研究实践,仍未能很好的解决这一问题,陷入了瓶颈期。随着计算机应用技术的不断发展,人工智能技术得到了长足的发展,尤其是识别技术和深度学习技术。

  目前基于深度学习技术的识别、定位研究已有初步成效。比如农业界就有位AlphaGo 已学习成为“植物医生”,可以实时告诉农业人员什么疾病正在对农作物产生影响。生物学家戴维·休斯和作物流行病学家马塞尔·萨拉斯开发的手机应用Plant Village,也运用深度算法可以检测出14种作物的26种疾病,作物疾病的识别准确率高达99.35%。

  又如此前视频中,乔戈里科技就在以往机器视觉技术等研究的基础上,以深度学习技术为创新突破口,在学习了近万张猕猴桃的照片后,已经能像经验丰富的一样桃农根据猕猴桃的大小、质量等自动进行分拣,目前准确率已达到90%。

  由于有深度学习技术的加持,机器在后续的使用中还能不断累计数据,边工作边学习,变得越来越“聪明”。事实证明机器视觉技术结合深度学习等人工智能技术在实时精准识别、定位上大有所为。总之,对于农业机器人市场的增长趋势,我们可以保持更大的乐观。不管是深度学习、人工智能、深度学习等技术也好,还是农业机器人本身也罢,都将在未来的农业变革时代中发挥更关键作用。技术的渗透将进一步提升农业机器人的价值和优势,而农业机器人市场也将会受到积极影响,保持长久增长。

  关于农业机器人的未来

  数据也证明了这一增长趋势,根据调研机构Tractica的报告显示,在未来的几年时间里,全球农业机器人的出货量将快速增长,有望从2018年的每年约6万台增快速长到2025年的72.7万台。Tractica还预计,到2025年,农业机器人的全球市场价值将达到879亿美元。

  就现实情况来看也是如此,我们不得不承认,农业机器人等机器人产品将越来越多的出现在市场上、出现在网络媒体、出现在我们身边,工作被机器人所取代是不可避免的。在机器人技术展现更大优势的背景下,各国对于机器人产业的投入不断增加,用户对于机器人的认可也持续提升,这是农业机器人等机器人市场得以可持续增长的重要原因。

  总体来看,目前,全球人口依然在持续增长,而疫情的爆发无疑对不少国家的农业安全造成了威胁。在农业劳动力减少、粮食需求增加以及疫情的影响下,发挥农业科技的力量更显示出高度的重要性。越来越多的国家开始推动农业智能化发展,积极促进农业机器人等智能设备的应用,希望以此提高土地产量,维护粮食安全和社会稳定。

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