農(nóng)業(yè)航空機(jī)器人
使用空中無人機(jī)從空中檢查農(nóng)作物已經(jīng)很成熟。航空成像提供了有關(guān)作物健康和土壤條件的寶貴見解。監(jiān)測作物生長的公認(rèn)方法是使用歸一化差異植被指數(shù)(NDVI)地圖。但這不僅僅是被動(dòng)檢查數(shù)據(jù)的問題。NDVI數(shù)據(jù)可以下載到拖拉機(jī)上。智能農(nóng)場設(shè)備使用數(shù)據(jù)來控制肥料的施用。
農(nóng)業(yè)中使用的無人機(jī)(UAV)主要有三種類型。
固定翼無人機(jī)遙固定翼無人機(jī)的機(jī)翼像飛機(jī)一樣,通常只有一個(gè)或兩個(gè)螺旋槳。這種無人機(jī)可以在空中停留的時(shí)間比旋翼型更長,對(duì)于當(dāng)今龐大的農(nóng)場來說,長時(shí)間的飛行是一個(gè)優(yōu)勢,但是它們需要一條光滑的起飛和著陸跑道,并且比直升機(jī)更難駕駛。
旋翼無人機(jī)遙旋翼無人機(jī)有多個(gè)旋翼,像直升機(jī)一樣帶有葉片,最常見的配置具有四個(gè)旋翼(四軸飛行器)或六個(gè)旋翼,一些無人機(jī)還有更多,旋翼無人機(jī)比固定翼無人機(jī)更容易控制,因?yàn)樗鼈兛梢源怪逼痫w和降落,所以它們不需要著陸跑道,旋翼無人機(jī)通常比固定翼型號(hào)便宜。
混合無人機(jī)遙混合動(dòng)力無人機(jī)垂直起飛,然后可以在飛行中切換到滑翔模式,因此,他們結(jié)合了其他兩種無人機(jī)的優(yōu)點(diǎn),混合動(dòng)力無人機(jī)承諾固定翼無人機(jī)的飛行時(shí)間更長,旋翼型飛機(jī)易于使用,然而,混合動(dòng)力無人機(jī)更復(fù)雜、更重、更昂貴。該技術(shù)也不像其他兩種類型那樣成熟。
播種和噴灑機(jī)器人
用于播種和噴灑的無人機(jī)仍然是一個(gè)新事物,但他們是商用的。農(nóng)用車輛中的一些大牌現(xiàn)在提供自動(dòng)噴灑和播種無人機(jī)。
任何想要在美國駕駛起飛時(shí)重量超過25千克的無人機(jī)(包括貨物)的無人機(jī)飛行員都需要通過美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)申請(qǐng)?zhí)貏e豁免。因此,許多無人機(jī)制造商限制了他們的有效載荷能力以避免這一障礙。
播種無人機(jī)主要用于覆蓋作物。采用種植覆蓋作物的做法是一種土壤健康做法。覆蓋作物有助于限制土壤侵蝕并減少徑流中的污染??罩袩o人機(jī)最適合在拖拉機(jī)和農(nóng)作物噴灑機(jī)難以到達(dá)的地方播種。
對(duì)于噴涂和播種無人機(jī),有效載荷能力是一個(gè)關(guān)鍵因素。需要注意水箱的大小和噴霧寬度。無人機(jī)必須具有足夠強(qiáng)大的電池和提升能力。這些因素的組合將決定一次可以噴灑多少面積。
更復(fù)雜的無人機(jī)有一個(gè)野外站,為無人機(jī)提供大本營。一家供應(yīng)商提供具有自動(dòng)儲(chǔ)罐加注功能的現(xiàn)場工作站。現(xiàn)場工作站還可以完全自主地將舊電池?fù)Q成新電池。先進(jìn)的自主噴涂無人機(jī)利用雷達(dá)和其他傳感器,使他們能夠避開障礙物。
水果和蔬菜收獲機(jī)器人
一個(gè)特別引人注目的收割機(jī)器人有兩架空中無人機(jī)。無人機(jī)通過提供電力的臍帶連接到輪式推車上。無人機(jī)在推車旁邊飛行,使用計(jì)算機(jī)視覺找到成熟的水果并使用抓手將其摘下。采摘后,無人機(jī)將作物放入推車的垃圾箱中。推車向下移動(dòng),而拴在推車上的無人機(jī)根據(jù)需要重新定位。
目前,全球可供商業(yè)選擇并不多。一個(gè)例外是一家以色列公司,該公司提供使用RaaS(機(jī)器人即時(shí)服務(wù))的收割機(jī)器人。RaaS將農(nóng)民從大量的初始勞動(dòng)中解放出來。農(nóng)民聯(lián)系相關(guān)公司,告訴他們面積和哪種作物。然后,收割機(jī)器人供應(yīng)商部署其單位車隊(duì)進(jìn)行收割。工作可以24小時(shí)不間斷作業(yè),并且可以用更少的勞動(dòng)力更快地完成收獲。
用于運(yùn)輸水果、蔬菜和盆栽植物的自主移動(dòng)機(jī)器人AMR是市售的,并且有一些供應(yīng)商可供選擇。這些機(jī)器人是農(nóng)民的助手,讓人們騰出時(shí)間去執(zhí)行更高價(jià)值的任務(wù)。
在苗圃中,一項(xiàng)必不可少但累人且耗時(shí)的任務(wù)是將盆栽植物隔開。當(dāng)小時(shí),觀賞灌木和幼樹可以緊密地放在一起,以最大限度地利用可用空間。隨著它們的生長和變大,這些植物需要空間來變得茂盛和廣泛。移動(dòng)植物以將它們隔開是AMR的應(yīng)用。一些供應(yīng)商專門從事此應(yīng)用程序。
對(duì)于果園來說,將水果從采摘地點(diǎn)拖回收集點(diǎn)是AMR的一個(gè)很好的應(yīng)用。AMR通過自主跟蹤人類采摘者來協(xié)助他們。機(jī)器人攜帶托盤或箱子,工人可以將采摘的水果放入其中。當(dāng)托盤裝滿時(shí),機(jī)器人自主移動(dòng)到收集區(qū)域。因此,機(jī)器人消除了原本需要的行走。它通過使工人能夠繼續(xù)采摘來提高生產(chǎn)力。有些供應(yīng)商提供這種機(jī)器人。