未来你吃什么沙拉 机器人说了算!

IEEE电气电子工程师学会 2020-01-17 15:00

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Photo: FarmWise
FarmWise’s AI-powered robots drive autonomously through crops, looking for weeds to kill.


加州初创公司FarmWise表示,机器人技术和机器学习将使农作物变得更加美味和健康。


乍一看,这些作物和加州萨利纳斯山谷(Salinas Valley)的其他作物没有什么不同,那里通常被称为“美国沙拉碗”(America's salad bowl)。你看到的只是一排排延伸到地平线的生菜、西兰花和花椰菜。但随后,大型橙色机器人滚滚而过。


这些机器正在执行搜索和摧毁(search-and-destroy)任务。他们的目标?杂草。他们没有喷洒除草剂,而是部署了一个可伸缩的锄头,可以快速准确地杀死杂草。


这些机器人属于旧金山的一家初创公司FarmWise,该公司希望利用机器人技术和人工智能使农业更可持续、更美味。该公司在最近一轮融资中筹集了1450万美元,并计划在2020年部署第一支商业机器人车队,其中10多台机器为萨利纳斯山谷的农民服务。


FarmWise说,尽管它的机器人目前正在为除草进行优化,但未来的设计将做得更多。“我们的目标是成为一个通用的农业平台,”联合创始人兼首席执行官Sébastien Boyer。“我们希望几乎所有的任务都能自动化,从播种到收获。”


Boyer设想,机器人将收集大量数据,包括农作物的详细图像和影响其健康的参数,如温度、湿度和土壤条件。但正是这些机器人对数据的处理,才使它们真正与众不同。利用机器学习,他们将分别识别每一株植物,确定它是否茁壮成长,并相应地趋向于它。多亏了这些人工智能机器人,每一根花椰菜茎都会得到人们的关注,成为最好的花椰菜。


自动化对农业来说并不新鲜。轮式收割机的自主性越来越强,农民们一直在驾驶无人驾驶飞机从上方监视作物。此外,正在开发的机器人还可以采摘水果和蔬菜 -- 苹果、辣椒、草莓、西红柿、葡萄、黄瓜、芦笋。最近,一些机器人公司将注意力转向提高作物质量或产量的方法。


ABI Research驻伦敦的高级分析师Rian Whitton表示,农业机器人仍然是一个“非常新兴的市场”,但它将“在未来10年内大幅扩张”。ABI预测,到2030年,全球农业用移动机器人的年出货量将超过10万台,是目前部署量的100倍。


与每年售出的数百万辆拖拉机和其他农用车相比,这一数字仍然很小,但Whitton指出,由于世界许多地区的劳动力短缺,自动化需求可能会加快。


Photo: FarmWise
FarmWise plans to deploy its first commercial fleet of robots in the Salinas Valley, in California.


FarmWise说,它与农民密切合作,了解他们的需求,并根据他们的反馈开发机器人。那么它们是如何工作的呢?Boyer不准备透露公司技术的细节,但他说,这些机器分三步操作。


首先,传感器阵列捕获有关作物的图像和其他相关数据,并将这些信息存储在机载计算机和云服务器上。第二步是决策过程,即专业的深度学习算法分析数据。有一种算法被训练来检测图像中的植物,机器人将其输出与GPS和其他定位数据相结合,以精确地识别每一个植物。另一个算法被训练来决定植物是莴苣头还是杂草。最后一步是机器对作物进行的物理操作,例如,部署除草锄。


Boyer说,这些机器人在不到一秒钟的时间内完成了这三个步骤。事实上,这些机器人能够以人类几乎不可能达到的速度穿越田野,清理土壤。FarmWise说,迄今为止,它的机器人已经从1000多万株植物上除草。


ABI分析师Whitton说,把除草作为一个初始应用程序来关注是有意义的。他说:“减少杀虫剂的使用可能会节省数十亿美元,所以这是一个流行的使用案例。”但他补充说,农业自动化初创企业的商业成功将取决于它们能否扩大服务范围,以执行额外的农业任务,并在不同的地区和气候条件下运营。


FarmWise已经有越来越多的竞争对手。德国Robert Bosch集团的子公司Deepfield机器人公司(Deepfield Robotics)正在测试一种能将杂草“击倒”在地的自动车辆。澳大利亚初创企业Agerris正在开发用于监测和喷洒作物的移动机器人。总部位于加州森尼维尔的Blue River Technology公司于2017年被John Deere收购,该公司正在制造机器人机器,用于清除棉花和大豆等大面积农田作物的杂草。


FarmWise说它最近完成了机器人的重新设计。新版本更适合在野外经常遇到的恶劣条件下使用,包括泥土、灰尘和水。该公司目前正在扩大员工规模,准备在加州部署机器人舰队,并最终在美国其他地区和海外部署。


Boyer相信,世界各地的农场总有一天会挤满机器人,他们会种出你尝过的最好吃的花椰菜。




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