農業效率與創新：探索農業機器人的世界
概述
在機械設計和任務執行中使用機器人技術，已導致對農業機械在精準農業中的應用進行更多研究和投資。操作、引導和控制自主機器來執行農業任務被稱為精準自主農業。這激發了人們對農業機器人的興趣。預計在不久的將來，自動駕駛車輛將在精準農業的所有應用中發揮核心作用。
自動化和機器人技術具有巨大的潛力，可以幫助社會滿足其在 2050 年的農業生產需求。在過去的 60 年裡，機器人一直是提高工業生產和商品生產力以及降低成本的關鍵。在過去的 20 年裡，農業也出現了類似的趨勢，基於 GPS 和視覺的自動導航拖拉機和收割機已經上市。最近，農民開始測試自動化或改進修剪、疏伐和收穫等流程的自主系統，以及割草、噴灑和雜草控制。
2020 年，全球專業服務機器人市場創造了 67 億美元的收入（抽樣方法），比上一年增長了 12%。與此同時，新型消費服務機器人的銷量增長了 16%，達到 44 億美元。這是國際機器人聯合會 (IFR) 的《2021 年世界機器人——服務機器人》報告中所述。
農業機器人的應用
不過，這些應用程式的自動化可能具有挑戰性。例如，一種用於採摘甜椒的機器人系統會遇到許多困難。在包括灰塵、不同光照強度、溫度變化以及風引起的運動等困難環境下，視覺系統必須定位並評估辣椒的成熟度。但是，採摘辣椒不僅需要尖端的視覺技術。為了小心地抓住和放置辣椒，機器人手臂必須在具有類似危險數量的環境中移動。與在裝配線上拾取和放置金屬零件相比，此過程非常不同。農業機器人手臂需要足夠精確，以避免在採摘時損壞辣椒，並且需要足夠靈活，才能在動態環境中運作。
市場驅動因素和農業機器人限制
由於對農業的興趣日益減弱以及年長農民的數量不斷增加，近年來農業勞動力有所減少。由於對新鮮農產品的需求不斷增長，農民面臨著在農場勞動力持續下降的情況下維持生產的壓力。此外，減少就業的趨勢導致勞動工資上漲。
由於勞動力短缺，利害關係者正在考慮如何使農場現代化。例如，根據美國農場管理局聯合會 (AFBF) 的一份報告，美國目前有 56% 的農場正在使用農業科技，其中一半以上的人表示存在勞動力短缺。無線感測器、機器人技術、預測模型和數據分析是一些尖端的農業科技應用。因此，工資上漲和勞動力短缺正在推動市場擴張。
結論
各種農業機器人正在加強農業實踐，並解決將使農民受益的特定問題（例如，節省時間、勞動力、金錢和產品）。在世界各地，眾多的研究人員、工程師和新創企業正在努力推進當前技術，並為更多農業用途創建全新的尖端機器人。
作者：Divyansh Tiwari