《机器人在温室中逐渐站稳脚跟》

  • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
  • 编译者: 李晓曼
  • 发布时间:2017-11-28
  • 自动化与机器人中心(Centre for Automation and Robotics,CAR)是马德里理工大学和西班牙国家研究委员会(Spanish National Research Council, CSIC)的联合研究机构。最近,来自自动化与机器人中心的机器人技术与控制论研究团队(Robotics & Cybernetics Research Group,RobCib)的研究人员利用机器人队来测量地面以及不同高度空中的温度、湿度、亮度和二氧化碳浓度等信息,该机器人队由一个地面机器人和一个空中机器人组成。这两个机器人得到的温室信息可以让我们全天候掌握作物的长势,并及早发现问题。

    温度、湿度、亮度和二氧化碳浓度等变量有任何的失调都会带来不良的影响,例如生产力下降、作物损失等。因此,全天候掌握温室的情况就显得非常重要。将温度、湿度和其他变量都控制在合适值,可以让我们保质保量地取得好收成。

    现如今,机器人在从事着人类无法从事、或事实上不愿从事的工作:一年365天、一天24小时,实时监测温室的环境。使用两个机器人的原因不仅仅是由于机器人数量多,力量就大,而是因为两个机器人监测一个温室需要的时间比一个机器人要少;同时,每个机器人都可以各骋所长,从事自己最擅长的工作。在本研究设计中,地面机器人力量大,自主性和容错能力强,可以连续5个小时载着空中机器人在温室走廊里穿梭。同时,空中机器人行动敏捷、速度快,可以进行非常精确的时间作业,到达难以到达的地区,在不同的高度采取不同措施。这些都已在仿真模拟中成功测试过,还在马德里理工大学农业、食品生物系统工程学院的一个实验温室进行了实际操作。

    RobCib的研究为机器人队完成任务提出了一个策略:首先,地面机器人在温室走廊来回行走,完成监测和绘图工作;接着,地面机器人自主操作,测量温度、湿度、亮度和二氧化碳浓度。当地面机器人遇到阻止其前行的障碍,或是在测量中出现了反常时,空中机器人就起飞,执行另外一条路线以避开障碍,或者去调查测量值反常的原因。完成任务之后,又返回降落在地面机器人上方。从研究人员记录的图像上,我们就可以看到这两个机器人如何执行任务。

    这份研究的相关论文最近发表在杂志Sensors Journal上,是RobCib在机器人与温室栽培的延续性研究。为了弄清楚这一点,研究人员表示,之后的研究目标是“机器人队继续在生产性的温室工作,并将其成果与传感器网络等其他方式的成果相比较。”

    同样,面临的巨大挑战有两个:一是由两个机器人组成的机器人系统的自主性问题;二是空中机器人的自主导航问题。但是,越来越明晰的是,机器人在温室中正逐渐站稳脚跟。

    (编译 李晓曼)

相关报告
  • 《加利福尼亚的农业机器人技术》

    • 编译者:江浩
    • 发布时间:2025-08-21
    •        2025 年 10 月 21 日至 23 日,第四届 FIRA 美国博览会将在加利福尼亚州伍德兰举行。FIRA USA 是为期三天的田间和果园生产农业机器人展览会,并提供现场演示。2025 年,将开放两个机器人开发设施。 关键数据 FIRA USA        该博览会由 Go-Far 与 Western Growers 和加州大学农业与自然资源分校 (UCANR) 合作举办,吸引了 2500 多名参观者,包括农民、机器人制造商、经销商、技术供应商、科学家、媒体和投资者。在三天的时间里,35+ 台机器人在真实条件下展示了包括蔬菜、葡萄园和果园在内的特种作物。该活动还包括一个有 80 多家参展商参加的小型贸易展,将展示最新的农业机器人和自主创新。 California Ag Robotics 巴士之旅        在展会之前,10 月 20 日至 24 日将组织 Ag 机器人巴士之旅。这次旅行包括参观萨利纳斯谷地区、弗雷斯诺地区和萨克拉门托谷的创新种植者。参观期间涵盖的农作物包括蔬菜、浆果、绿叶蔬菜、核果、葡萄、坚果和葡萄园。将看到的技术集中在收割、除草、侦察、加工、采摘、数据管理、自动灌溉和振动筛上。 2024 年 FIRA USA 机器人和数字化创新任务之前的主要收获        2024 年,由 12 家荷兰公司、行业和政府组织组成的小组参加了前往加利福尼亚的创新访问,其中包括对 FIRA USA 的访问。        那次访问的一些主要收获是:共同的挑战:加利福尼亚和荷兰在露天生产中都面临着类似的问题,包括通过自动化和环境法规降低劳动力成本。技术采用障碍:在没有经过验证的可靠性、明显的成本节约和值得信赖的供应商的情况下,种植者不愿采用新技术。这两个地区都在努力寻找新产品的 “启动客户”。荷兰的竞争力:与加利福尼亚相比,荷兰在农业科技方面并不落后,拥有强大的专业知识和创新能力。生态系统差距:尽管加州大学戴维斯分校是一所顶尖的农业大学,但它在培育农业科技初创公司方面的作用有限,创业生态系统在过去五年中才出现。市场和资金限制:AgTech 的风险投资有限,投资者行为谨慎。某些技术的市场规模较小,具体取决于作物类型和地区。法律障碍,例如要求驾驶员驾驶自动驾驶拖拉机的规定。荷兰公司的机会:加利福尼亚存在潜力,但荷兰公司在没有当地体验中心或展厅的情况下站稳脚跟将面临挑战。验证和快速技术支持对于在美国市场取得成功至关重要。协作、技术验证以及克服监管和市场障碍是在这种竞争环境中取得成功的关键。 启动水库农场        为了应对技术验证方面的一些挑战,Western Growers 和 UCANR 在 2024 年 FIRA USA 期间推出了 Reservoir Farms。Reservoir Farms 是位于加利福尼亚州中部和萨利纳斯山谷的农场机器人开发中心和创业孵化器。这些设施计划于 2025 年启动。这些地点“允许农业科技初创公司在现实世界的专业作物农场环境中构建、测试和验证自动化、机器人和气候智能型创新”。
  • 《工业机器人混战中的追赶》

    • 来源专题:数控机床——前沿技术
    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2015-09-09
    • "中国制造2025"概念的提出,尤其是智能制造和智能工厂的装备需求,为"进击的工业机器人"们打了一针兴奋剂。   银白色待焊车架随输送带停下、 紫色的机械手稳稳将其卡住定位、 几台亮黄色的机器人齐拥而上、 瞬间火花四溅、 各焊点逐一完成、 一分钟内被送往下一个工作岛、 同时也迎来下一个待焊车架。   这就是发生在上汽通用武汉工厂的焊装车间内的日常一幕、 该车间2015年刚刚投产、 目前拥有452台机器人、 自动化率已高达97%。   在2011年、 机器人在中国的销量还仅有2.2万台、 到2014年已跃升至5.7万台、 中国连续两年稳坐全球机器人市场首位。而机器人从事的工作岗位、 也由一开始重体力、重复性以及可能会对人体健康产生影响的工位、 慢慢发展成"无人工作岛"、"无人生产线"、"无人车间"。   时至今日,机器人在"中国制造"中的角色遍布钣金加工、抛光打磨、喷涂、分拣、包装码垛等各个生产工序。"只要你能想到的行业都可以用到我们的机器人。"上海发那科机器人有限公司 (下称上海发那科) 一位员工向记者表示。   早在2012年,中国已就机器人产业...