第4章 农业机器人未来趋势
互联网已经从高端展柜走向街头，各个领域都充斥着革新也充斥着推广，在农业领域也不外如此。然而，在飘渺而空泛的商业模式之外，或许我们应该更多关注农业技术与智能应用方面的发展，这些才是未来农业升级的趋势。
智能农业独领风骚
在世界农业大国，集体农场和私人农场是土地耕作的主流载体。欧洲和美国的那些大农场往往有数千公顷之巨，若要保证收成，须精耕细作。
新型的模范农场在现代已见端倪，而无土栽培等室内种植正是一个微缩农场的真实写照。它的高效之处在于每一株作物都得到了恰如其分的灌溉和营养补充，不仅能削减化学物品的使用，还能取得更好的收成。
显然，这比驾驶飞机漫天撒网喷淋农药对昆虫、鸟类等生态圈的破坏要小得多。因此，农业工程师表示，无论脆弱的生态，还是严峻的全球粮食短缺问题，都再三向人们指明未来农耕的解决之道，那就是由机器人充当农民。
随着国内外对农业机器人研究开发的重视，已经研发出了多种农业机器人。根据解决问题的侧重点不同，农业机器人大致可以分为两类：一类是行走系列农业机器人，主要用于在大面积农田中进行作业；另一类机械手系列机器，主要用于温室或植物工厂中进行。
不同的农业机车之间可以开始彼此“对话”了。美国约翰迪尔公司2012年出售的一种复合收割机，就能和牵引式挂车联系，并且提醒司机装载谷物。
德国的芬特公司也研制出了成对作业的拖拉机，其中的一台由人工操作，另一台自动驾驶，在边上模仿第一台的动作。这套系统可以有效地将农民在田野中的劳作时间减半，而这还仅仅是开始。
由于领土广阔及工业技术先进，美国研究的重点在于行走式农业机器人，在理论与技术上都比较成熟。典型代表是美国新荷兰农业机械公司发明的多用途自动化联合收割机器人，很适合在美国一些专属农垦区的大片规划整齐的农田里收割庄稼。
支持者认为，高科技的农用机器人开发，能够缓解劳工短缺等问题，带来革命性力量，不过反对者也宣称，这可能导致失业率进一步上升，同时农产品安全无法确保。
在2014年5月，一群来自硅谷的工程师在加利福尼亚州萨利纳斯谷的生菜田内，试验了一台高科技的间苗机，整个过程全部由电脑软件操控完成。
这台间苗机被命名为“生菜机器人”，主要用于为生菜幼苗间苗。在农作物种子出苗过程中或完全出苗后，采用机械、人工、化学等人为的方法去除多余部分的幼苗的过程称为间苗。一般来说，需要20名工人人工完成的间苗工作，这种机器能在相同时间内完成。
在2015年，由悉尼大学Sukkarieh教授带领的研究团队开发出了“瓢虫”农场机器人。该机器人首次实地作业，在新南威尔士州一片种植洋葱、甜菜和菠萝的农场上进行。
Sukkarieh教授称，机器人能够实现自动化驱动，在每列田地间自如运作。其数据收集感应器包括激光、摄像头、高光谱镜头等，通过提供有价值的信息帮助种植者们了解他们农场的作物状态。
日本是农业机器人研究最早，同时也是市场发育最为成熟的国家之一。日本已经研制出了育苗机器人、扦插机器人、嫁接机器人、番茄采摘机器人、葡萄采摘机器人、黄瓜采摘机器人、农药喷洒机器人、施肥机器人和移栽机器人等多种农业生产机器人，在理论与应用方面都居世界前列。
其他国家农业机器人研究与应用方面比较有代表性的有：澳大利亚发明的牧羊犬机器人，能在农场上代替传统的放牧劳力；德国农业专家采用计算机、全球定位系统和灵巧的多用途拖拉机综合技术，研制出可准确施用除草剂的除草机器人；法国发明的专门服务于葡萄园的机器人几乎能代替种植园工人的所有工作，包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、监控土壤和藤蔓的健康状况等。
农业机器人发展方向
在新型的模范农场里，精确是关键。如果能将化学物质准确地喷洒到需要的作物上去，那何苦还要在整块土地上施药呢？在将来，每一株作物都能够得到恰好的投入，不多也不少，这样不但能削减化学物品的使用，还能取得更好的收成。
但是，这说起来容易做起来难，欧洲和美国的那些大农场往往有数千公顷之巨，要对它们进行精确耕种，自动化就成了关键。具体来说，农业工程师指出，要精确耕作，就得由机器人充当农民。
或许用不了多久，一些农业机器人就能够认出一株株秧苗，并且用适量的化肥和水滴来促进它们生长。而另一些农业机器人则会识别出杂草，然后用一小滴除草剂、一把喷火枪、或者一束高能激光来将它们铲除。不仅如此，这些机器人还能够认出各种成熟的蔬菜，并且收割下来。
机器人还会给其他方面带来剧变，比如在农业工种上、在我们耕作的方式上、在土壤和土壤质量上以及在农耕中投入的能量和碳含量上，它们能够降低污染，减少水的使用。
不过对普通人来说，最显著的或许还是耕地外观的变化。有了机器人的参与，庄稼就可以在精心划分的小型农田里种植，果园里则会长满一列列二维形状的树木。不仅如此，机器农民甚至可能对端上餐桌的果蔬种类造成影响呢！
下一代的自动化农业机器已经在田野中忙碌开来。这些机器人都扮成了拖拉机的样子。这些“拖拉机”，有许多都是自动驾驶的，它们依靠GPS导航穿过田野，还能对自己的零件“说话”，而这些零件，比如一把犁、一只喷雾器等，也能向拖拉机“回话”。
英国哈珀亚当斯大学学院研究农业技术的西蒙·布莱克摩尔举例说：“比如一部除草机就能告诉拖拉机‘你开得太快了’或者‘向左开’。”他还表示，这类系统正在成为标准配置。
在未来，还会有轻型机器人，有了这样的轻型机器人，犁地就再也没有必要了，由此可以大大降低能耗，也能降低农耕中排放的二氧化碳。当土地不再紧实，土壤就能保住原有的结构，留住有益的生物。它们还能吸收更多的水分，肥力保持更久。
具有这些能力的自动机器人已经开始在田野试验中展现气概了。它们需要具备的关键能力有三种：能自动行驶，能分析眼前的场景，还能帮助农民烧掉野草、喷洒农药或者收割庄稼。
其中导航系统还是最简单的部分，特别是在有了高精度的卫星导航技术之后。这种技术能够使机器将自己的位置确定在2厘米之内，由德国应用科学大学的阿诺·鲁克肖森研发，目的是为一款叫做“BoniRob”的模块式农业机器人导航。
BoniRob的外形像一辆四轮越野车，利用几台光谱成像仪来区分绿色的作物和褐色的土壤。它能记下每一株作物的位置，并在生长季中一次次返回原地观察它们的生长。
人工智能对农业的影响
随着市场经济体制的推进，农业生产也遇到了新挑战与新机遇。因此，只有农业生产的自动化才能满足这些挑战。其将在作物培育、防治病虫害以及农业资源分配方面发挥显著作用，对未来农业发展带将来深远影响。
人类如何养活自己一直是一个棘手的问题。进入智能化时代以来，人口数量不断膨胀，2050年世界人口总数或将接近100亿。这意味着同样的土地必须养活更多的人口。加之全球变暖以及水资源短缺对农业带来的影响，势必对人类养活自己造成不小的麻烦。
或许可以说是人类进化的偶然，但也是时代发展的必然，机器人技术无可避免地来到我们面前。真正智能化的机器人技术以及机器学习算法为人类社会带来了新的农业革命，我们可以称之为新的“绿色革命”，技术的发展有助于帮人类养活自己。
太空中的卫星可以帮助探测气候是否会出现干旱；田间的拖拉机可以观察种植物并剔除不良作物；而基于人工智能的智能手机应用可以实时告诉农业人员什么疾病正在对农作物产生影响。
深度学习是计算机行业的创新方式。通过深度学习，程序员不用明确告诉计算机需要做什么，而是训练机器识别特定的模式。在现代深度学习技术已经应用于园艺技能，人们可以在计算机中输入患病作物叶子以及健康作物叶子的相关照片，通过深度学习算法计算机可以识别出现实中哪些作物是健康的。
生物学家戴维·休斯和作物流行病学家马塞尔·萨拉斯希望将这种人工智能算法应用于他们开发的手机应用。该手机应用可以让世界各地的农民上传患病作物照片，并会有农业专家对此做出相应的诊断。休斯和萨拉斯将通过导入更多的患病作物照片，使这种人工智能算法更为聪明可靠。
美国农业机器人公司针对生菜种植提出了一种新的解决方式。其开发的农业机器人LettuceBot外观与田间的拖拉机没有什么两样，但却是一个智能化的机器人。
LettuceBot机器人帮助农民减少了90%的化学药剂使用，为农业带来了显著改变，而且它服务的生菜种植面积占到美国生菜种植的10%左右
LettuceBot功能之所以强大，是因为它将机器学习技术与机器固有的操作精确优势相结合。机器人或许不能够像人类一样在田间劳作，但是作物管理方面却有着不可比拟的精度优势。
拓展阅读
一家位于南加州的西班牙机器人研发公司测试了一款草莓采摘机。该机器拥有24支机械手臂，通过光学传感器驱动，可根据果实的颜色、大小和质量选择是否采摘。采摘后的草莓被放上传送带，由工人负责装箱。不过，这种草莓采摘机器人也有一个缺陷，只能采摘靠近田地一侧的草莓。