張唯誠(chéng)
耕種的時(shí)候,人們面對(duì)的是各種各樣的土地,有的肥沃,有的貧瘠,有的平坦,有的高低不平或溝渠縱橫……所有這些都影響作物的產(chǎn)量和食物的味道。通常情況下,人們會(huì)計(jì)算某片耕地應(yīng)該播下多少種子,而這樣的計(jì)算每年都要進(jìn)行。南非開(kāi)普敦的“無(wú)人機(jī)云端”(DroneClouds)公司使用無(wú)人機(jī)指導(dǎo)農(nóng)民耕作。無(wú)人機(jī)從空中拍照,照片顯示土地的大小和地貌,揭示土壤變化和灌溉的情況,甚至包括昆蟲(chóng)和真菌對(duì)土地的影響。接下來(lái),“無(wú)人機(jī)云端”負(fù)責(zé)處理和解讀圖像,指導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行耕作。這些無(wú)人機(jī)其實(shí)就是無(wú)人駕馭的飛行機(jī)器人。
以采摘蘋果為例,這項(xiàng)看似簡(jiǎn)單的工作機(jī)器人干起來(lái)卻不簡(jiǎn)單。美國(guó)加利福尼亞州的“豐碩機(jī)器人”(Abundant Robotics)公司為他們的采摘機(jī)器人安裝了銳利的眼睛。這個(gè)系統(tǒng)被稱為“計(jì)算機(jī)視覺(jué)”,它與機(jī)器人的“大腦”相連接。計(jì)算機(jī)視覺(jué)幫助機(jī)器人看到蘋果的每一個(gè)表面,判斷蘋果的大小、顏色和重量,甚至檢測(cè)蘋果是否存在缺陷。同時(shí),還要把機(jī)器人的視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)起來(lái),快速輕柔地采摘,不能傷害其他未成熟的蘋果。為此,“豐碩機(jī)器人”將機(jī)械手臂改成“吸塵器”的形式,蘋果被“吸”進(jìn)裝置中,避免了機(jī)械對(duì)蘋果的傷害。
一旦作物被采摘下來(lái),就要對(duì)它們進(jìn)行甄別分類,美國(guó)科羅拉多州的bext360公司開(kāi)發(fā)的分類機(jī)器人就要解決這個(gè)問(wèn)題。想象一條由咖啡果組成的“瀑布”流過(guò)機(jī)器的視覺(jué)系統(tǒng),視覺(jué)系統(tǒng)拍下了所有的咖啡果,并根據(jù)照片進(jìn)行快速分析,然后通過(guò)氣流把咖啡果推到不同的箱子里,從而完成分揀。
瑞士一家名為ecoRobotix的公司開(kāi)發(fā)出一款田間除草機(jī)器人,通過(guò)機(jī)器識(shí)別技術(shù),可以準(zhǔn)確識(shí)別出雜草,再由機(jī)械手臂對(duì)雜草噴灑除草劑,這樣可使除草劑的用量比傳統(tǒng)方式減少20倍。這款機(jī)器人的外形就像裝了輪子的太陽(yáng)能電池板,重量只有130千克,能夠在田地里到處游走工作,每天可以除草20畝地,效率比人工提高了約10倍。
澳大利亞科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一款名為SwagBot、功能類似牧羊犬的機(jī)器人。SwagBot使用2D和3D感應(yīng)器,內(nèi)置了全球定位系統(tǒng),適用于復(fù)雜地形。這種四輪機(jī)器人能自行追蹤牛羊,將其趕往草地,避開(kāi)可能的危險(xiǎn)。