發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人,攏共分幾步?
發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人,攏共分幾步?
在我們印象中,機器人應該是這個樣子
或是這樣
那么,農(nóng)業(yè)機器人至少也應該接近這樣的吧?
中國農(nóng)業(yè)大學工學院張鐵中教授告訴我們,農(nóng)業(yè)機器人似乎并沒有這么科幻。
在第三屆中國農(nóng)機高端論壇上,張鐵中教授作了題為《農(nóng)業(yè)機器人離我們有多遠》的演講,告訴我們農(nóng)業(yè)機器人是什么樣的,以及,為什么說,現(xiàn)在到了發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的關鍵時刻。
并不是有胳膊有腿的機器“人”
農(nóng)業(yè)機器人,本質上,還是個農(nóng)業(yè)機械化的問題。
毛主席很早以前就有一個論斷——農(nóng)業(yè)的根本出路在于機械化。這個論斷到現(xiàn)在也不過時。
黨的十八大提出了新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的目標任務,就我個人的感受來講,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是國家現(xiàn)代化的基礎。
農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化包括很多內(nèi)容,有種植作業(yè)、經(jīng)營管理、加工儲運、流通銷售等各個環(huán)節(jié)。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化、自動化、智能化,概括起來就是要實現(xiàn)六個字,高效、優(yōu)質、省力。
那么,農(nóng)業(yè)機器人,雖說聽起來好像有點神秘,其實就是融合了機械技術、自動控制技術和圖像處理技術等,能夠進行農(nóng)業(yè)相關作業(yè)自動化的機械或裝置,并不一定是要想人一樣有胳膊有腿的機器人。
中日機械化歷史對比
拿農(nóng)機化搞得比較好的鄰國日本舉例,日本在二戰(zhàn)結束后,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和新中國剛剛成立時其實差不多。
1945—1955年,日本開始發(fā)展小型農(nóng)機具,手扶、耕整、脫粒等;到了上世紀六七十年代,發(fā)展小型拖拉機、收割機、割曬機、烘干機等;八十年代發(fā)展一些大型的拖拉機、收割機,還有一些烘干中心;到了九十年代,開展了一些蔬菜、園藝、農(nóng)產(chǎn)品加工的機械化。1962年,日本實施《農(nóng)業(yè)機械化促進法》,正是在日本經(jīng)濟起飛的前端。
再來看看我國,1949—1980年,處于創(chuàng)建起步階段。在這一階段,我們從無到有,制定了發(fā)展目標、方針政策、進行了農(nóng)具改革、成立了農(nóng)機站、建立了農(nóng)機體系等等,發(fā)展還是相對較快的。從1981—1995年,進入了體制轉換階段,家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制實施,農(nóng)機減少投入,這時是以單個農(nóng)民為主體,發(fā)展一些小型農(nóng)機。到了1996—2003年,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和經(jīng)濟活力的不斷增長,大量農(nóng)民外出務工,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)勞力短缺,跨區(qū)作業(yè)出現(xiàn),農(nóng)機高效增長。?2004年,《農(nóng)機化促進法》實施,購機補貼等一系列促進政策出臺,農(nóng)機化進入大發(fā)展時期。
縱觀我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展史,可以看到,管理體制機制上的發(fā)展和變化,尤其是到近些年出現(xiàn)了長足的進步。但從農(nóng)機具角度,發(fā)展的脈絡還不是很清晰。
日本怎么搞農(nóng)業(yè)機器人
日本的水稻插秧機,在上世紀80年代就已經(jīng)相當完備了,它的操縱、顯示、種箱里沒有種子會報警,施肥的位置等,都可以進行調(diào)節(jié),但如今,日本還在不斷精益求精地進行改進。
同時,日本三大廠家之間的競爭也是非常激烈的,他們千方百計地推銷自己的產(chǎn)品、鞏固自己的用戶,搞好自己的服務,擴大自己的影響,這對他們的發(fā)展其實也起到了一個比較好的促進作用。
日本的機器人系統(tǒng)最早搞的是水果的分選分級,比如柑橘、西紅柿、馬鈴薯、青椒、茄子等,做了一系列的自動分選、包裝、裝箱,一直到運輸銷售。另外,還做了一套檢測分級的機器系統(tǒng),比如雞蛋的清洗、有裂紋雞蛋的挑選,血絲的識別,到包裝,效率非常高。日本的果實采摘也做得比較早,比如西紅柿、甘藍、葡萄、茄子等的采收機器。
發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的時機已經(jīng)成熟
現(xiàn)在已經(jīng)到了可以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人及其技術的時候了。
一是社會條件比較成熟,城鎮(zhèn)化進程加快,人口老齡化速度在加快,勞動力短缺;二是技術條件,計算機、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位,這些技術為農(nóng)業(yè)機械的研究和應用提供了前所未有的技術可能;三是中國制造邁向中國創(chuàng)造,中國制造2025的提出,營造了良好的外部環(huán)境。
而發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人,要達到的目的還是上面三個詞,高效、優(yōu)質、省力!
以作業(yè)數(shù)量多、勞動量大、操作精細、生產(chǎn)收益高的作物和作業(yè)為切入點,將先進性、實用性、經(jīng)濟性緊密結合,以此來發(fā)展我們的農(nóng)業(yè)機器人技術和智能化農(nóng)業(yè)裝備。
從哪幾個方面入手
將農(nóng)業(yè)機器人簡單做一分類,可分為嫁接機器人、采摘機器人、自動導航作業(yè)機器人、植保機器人、加工處理機器人、分選分級機器人、組培繁育機器人等。
下面,著重講一講嫁接機器人和采摘機器人。
嫁接的主要作用是抗病增產(chǎn),機械嫁接可以省去刀片的使用,讓工作效率更高,并大幅降低勞動強度。
采摘方面,以草莓為例,它的經(jīng)濟價值高,但采摘過程非常勞累。草莓盛果期,1畝草莓每天有成熟果實150~200kg;兩個勞動力一天需工作10小時左右才能采摘完。采摘時要一直低頭、彎腰,十分辛苦和勞累,果農(nóng)易患腰肌勞損。
草莓采摘機器人通過圖像技術,指揮機械手進行采摘,省工省力。目前中國農(nóng)業(yè)大學已經(jīng)在自主采摘草莓果實的機器人研究方面取得了突破。
隨后,張鐵中教授演示了草莓采摘機器人的視頻,只見一直機械手十分靈活地抓取成熟的草莓,并合理避免了草莓損失,也能夠避開尚未成熟的草莓,令人大開眼界。
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