王芬

足不出戶就能掌握農作物的生長情況,坐在電腦前就能進行施肥、澆水作業(yè),農作物成熟時機器人出門收割采摘……這些聽似理想國的智能化農業(yè)生產技術如今已不鮮見。

隨著農業(yè)科學技術的不斷發(fā)展,農業(yè)機械研制可謂“八仙過海各顯神通”。尋找適合本土農業(yè)的高科技已經不單是科研技術單位所關注的問題。

會感知的拖拉機

一向走在科技前沿的美國,一直致力于將3S技術,即地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(RS),應用于農業(yè)的監(jiān)測和速報,通過數據庫和網絡信息服務技術,提高農業(yè)生產宏觀管理能力,促進高效生態(tài)農業(yè)發(fā)展,使農產品在生產過程中完全自動化,進而起到作物生長過程中有需必供的作用。

在這套3S系統(tǒng)中,雷達、衛(wèi)星、拖拉機,看似不相連的幾樣東西,為了農業(yè)生產緊密聯(lián)系在一起,在雷達、衛(wèi)星的幫助下,普通的拖拉機在完成播種、收割的同時,還具備著監(jiān)測土地、收集“情報”的功能。

通過雷達衛(wèi)星,在農場播種的拖拉機能將它經過的每寸土地的情況以及種子播種情況,都實時傳播回中控電腦。電腦根據傳回的數據,分析每一塊耕地的土壤特性和農作物的生長特性,然后優(yōu)化這塊耕地上所需的種子、肥料、水等各項指標,在獲取最大經濟效益的同時,保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境。

拿簡單的施肥來說,哪些耕地肥料充足、哪些耕地肥料欠缺,都會在這個定位系統(tǒng)的掌控之中,從而使耕種者有的放矢地施肥,避免了均勻施肥導致的一些區(qū)域肥料過多而另一些區(qū)域肥料不足的情況。

在收獲季節(jié),收割機上安裝的產量計量器,在收割的同時準確地收集有關產量的資料,并根據這些資料繪出各個田塊的產量分布圖,農場主可以利用這種產量分布圖來確定下一季的種植計劃以及種子、化肥、農藥在不同田塊的使用量。

如此“聰明”的拖拉機只需要一個人在室內的熒屏前就能輕松操作,不僅加快了耕作速度,也減少了種子、化肥、農藥的消耗,在提高作物產量20%前提下可節(jié)約成本50%。

機器人護理下的農作物

“如果沒有陽光,人類將會怎樣?”太陽作為地球上幾乎所有生命的基礎,它的重要性不言而喻。隨著全球人口的激增,環(huán)境污染日益嚴重,水資源越來越匱乏,糧食問題一直是懸在世人頭上的“達摩克利斯之劍”。

鑒于此,一群荷蘭科學家認為,人類應防患于未然,找尋解決問題的辦法。面對大多數科學家改變農作物基因或者加大土地肥料投入的做法,他們另辟蹊徑,將“陽光”搬進室內,將瓜果蔬菜也都搬進室內種植。

實驗室內,所有植物的種植都在完全受控制的環(huán)境下生長。農作物被種植在地下滑動托盤內,由許多機器人進行護理,在接受特定光線照射的同時,這些機器人會適時給予農作物以適當的營養(yǎng)。

這種特殊的生長環(huán)境,可以為植物節(jié)省更多能量為其生長所用,而且室內種植農作物的耗水量僅為傳統(tǒng)戶外種植的10%。

實驗室工作人員對此進行了嚴格的計算,他說:“當前大眾普遍采用戶外種植,強烈的陽光有時不太適合植物呼吸生長,夜晚,沒有陽光的情況下,植物生長會很緩慢。而在我們的系統(tǒng)中,植物可以一天24小時接受最適宜的光線照射。植物的生長時間,是依靠自然光生長時長的5倍到6倍?！?/p>

通過這種方式,人們能獲得更有營養(yǎng)且沒有空氣污染的食物;另外,人們一年四季都能吃到新鮮的蔬菜,而不需要受季節(jié)影響。

田間地頭的好把式

從《變形金剛》到《我的女友是機器人》再到《鐵甲鋼拳》,銀幕上這些冰冷的機器人為我們演繹著不同的友情、愛情、親情。其實在科技飛速發(fā)展的今天,所有的想象都已經不止于幻想。機器人廚師、機器人畫家、機器人醫(yī)生、機器人救生員……越來越多會寫、會畫、會游泳的機器人已經研制出來,甚至連田間地頭的工作,也可以由機器人來完成。

在最近的菜博會上,我們看到幾個不停忙碌卻又井然有序的小機器人。

負責嫁接的機器人屈身苗床之上,精確定位蔬菜瓜果幼苗,然后快速抓取并切削種苗,接合、固定一氣呵成,眨眼之間,一株黃瓜苗和南瓜苗嫁接而成的菜苗就完成了。機器人的嫁接速度最高可達每小時800多株,是人工作業(yè)的6至7倍,嫁接的成功率在95%以上。

另一邊,負責采摘的機器人則在菜架間緩慢行進,有成熟的果實,立刻伸手、固定,手上方的剪刀迅速絞合剪下果實、放入托盤,整個過程一氣呵成。據悉,采摘機器人運用了機器視覺技術,靠顏色自主識別成熟的蔬菜以及果梗位置,既能剪下果實,也不會誤傷果實。

蔬菜管理機器人經過每一棵蔬菜時,都會逗留幾秒鐘用來監(jiān)測,就像老師檢查學生作業(yè),監(jiān)測沒有問題它才會離開,如果有問題它會舉起“右手”,用噴槍給蔬菜施肥或者噴灑農藥,同時,它“左臂”的燈自動閃爍,釋放紫外線,進行殺菌消毒。

這些小機器人在各自崗位各司其職。

據機器人的研發(fā)者中國農業(yè)大學張鐵中教授介紹,在農業(yè)生產中,不僅在嫁接、采摘、噴藥時可以由機器人代勞,就連復雜的溫控工作也可以由智能管理完成。通過各種先進儀器,將采集到的信息通過電腦的處理,得知蔬菜需要的營養(yǎng)成分,然后由數字化程控種植管理系統(tǒng)即時監(jiān)測蔬菜生長環(huán)境,澆水、控溫、補光,自動完成。

會采摘、懂管理,機器人成了種菜的好把式。但是如果你認為,機器人只會重復這些簡單的工作,那你一定OUT了。在我們身邊越來越多掌握不同技能的機器人已經被研發(fā)出來,富士康公司去年就曾宣布,將在3年內,在其裝配線上添加一百萬件工業(yè)機器人,實現電子產品的自動化裝配。未來,工業(yè)機器人將代替大多數勞動力。