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智慧农业是人工智能+农业?全球自动化机器人

更新时间: 2019-11-20

  近年来,自动化和机器人的应用处处可见,从金融、医疗、家居到物联网,再到交通、传统业等,我们已经看见了人工智能为我们构建的多元化蓝图,同时还给我们带来了在其他应用场景的想象空间。其实,当人工智能遇到传统农业,同样也给我们带来了非同一般的惊喜。

  各国农业部门正在迅速采用各种先进技术,以提高农作物的总产量。人工智能(AI)是当今数字农业中最重要的技术之一,正在不断实施和部署在各大农业细分领域,以更可持续地利用相关可用资源。

  全球各国政府和私人研究组织一直在通过自动化、强效杀虫剂和其他各种新型措施来不断在提高农业土地的生产力和生产效率。人工智能为农业提供了各种优势,例如使用机器学习和图像处理技术使农作物的产量最大化。

  其中,国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)与微软合作开发了一个基于AI的播种应用程序,该应用程序会向农民不定期地发送播种建议,并注明日期。它帮助了印度安得拉邦的许多农民,Microsoft和ICRISAT将此作为试点计划进行了实践研究。参与项目的农民的反馈,通过采用这些基于AI的播种建议,光单产就提高了30%,而且在这个过程中不会产生任何额外的资本支出或需要在田间安装任何传感器。

  随着农业无人机和智能机器人的引入,与农产品增长有关的一些问题可以得到解决,包括农业劳动力结构的转变以及与快速增长的人口相比耕地减少的问题。

  根据BIS Research最近发布的题为《全球农业无人机和机器人市场:分析与预测,2018-2028年》的市场报告,农业无人机和机器人市场在2018年产生了25.2亿美元的收入,预计还将持续以24.76%的复合年增长率增长,在2018年至2028年的预测期内,报告表明预计到2028年,农业无人机和机器人市场总值将达到230.6亿美元。

  报告根据市场的类型,应用和区域进一步细分农业无人机市常分别针对各个细分市场,按类型农业无人机市场可以被细分为固定翼无人机、单旋翼无人机多旋翼无人机和混合VTOL无人机。

  无人机市场应用领域的细分包括土壤和田间制图和分析、田间农作物监督、农作物健康评估和作物农药和试剂喷洒。

  另一方面,按应用和操作对象类型将农业机器人市场细分为挤奶机器人、水果蔬菜收割和采摘机器人、除草机器人、自动机器人拖拉机等。在2018年,挤奶机器人占领了市场;但是,预测表明到2028年,收割和采摘机器人有望在市场上占据主导地位。小鱼儿网站玄机1,自主机器人拖拉机是其中更细分的领域,预计它将在所有其他相关细分市场中呈现最有希望的增长。

  市场的农产品细分市场进一步分为畜牧业水果和蔬菜、田间作物等。在2018年,畜牧产品领域主导了市场;但是,到2028年,预计水果和蔬菜市场将占据主导地位。

  农业机器人即产品(ARaaP)和农业机器人即服务(ARaaS)是市场业务模型细分的子类别。在这两个细分市场中,ARaaP在2018年占据了该细分市场的主导地位,预计到2028年将继续占据主导地位。但是,在2019年至2028年的预测期内,ARaaS预计将以最高的复合年增长率增长。

  此外,室内和室外农业是农业机器人在细分环境领域的主要市常室内耕作环境在2018年主导了市场,预计到2028年将继续占据主导地位。但是,在预测期内,室外耕作环境预计将以两者之间的最高复合年增长率增长。

  拥有众多机器人技术研究人员的Abundant roboTIcs在各个领域都开创了新局面。在过去的四年中,他们一直致力于解决农业方面的难题,现在正兴奋地准备推出他们的第一批落地商业产品。

  “开发自动化的苹果收割机需要并行解决许多复杂的技术问题,从视觉上识别可收获的水果并对其进行物理处理以使其不产生瘀伤,再到回到果园收割目的地的安全导航。”首席执行官Dan Steere表示。 “我们与种植者所取得的良好关系以及通过不断地开发和测试过程获得的合作伙伴果园的真实条件,这些都对于我们使该技术达到目前在商业上达到可行的程度至关重要。”

  一段时间以来,Abundant roboTIcs一直在以较小的规模试用其技术,但是与T&G的交易标志着该公司成功完成了首次商业部署。迄今为止,这家总部位于湾区的公司已筹集了1200万美元,其中包括2017年由GV(Google Ventures)领投的1000万美元A轮融资。这对机器人收割技术来说是一个很小但重要的开端,它有可能彻底改变食品的生产方式,并有可能在全球范围内推广。

  自动驾驶汽车在现如今已经成为了硅谷的耀眼明星之一。但是,机会并不仅限于在街道上行驶的汽车,BEAR FLAG ROBOTICS的创始人Igino Cafiero和Aupey Donnellan希望将其带到其他地方:果园中部。

  作为名为Bear Flag Robotics的初创公司的骨干精英,Cafiero和Donnellan正在制造自动驾驶拖拉机。他们俩争辩说,由于寻找足够的劳动力在农场上工作的挑战越来越多,同时,劳动成本也随着时间的推移而持续上升。这就导致除了要开发更多的新技术外,还需要提高实际田地的效率,例如通过使用卫星图像和计算机视觉来分析植物的健康状况。

  他们声称将会让种植者掌握自动化的力量。例如,从一个偏远地区指挥一队拖拉机,再到计划路线,安排工作并远程接收实时设备警报。BEAR FLAG ROBOTICS利用Record-and-Replay路径功能设计自定义路线、优化路线规划并实施控制,以最大程度减少重叠路线。再者,在广阔的天空中自动进行拖拉机操作,在大英亩,大田作物,果园和葡萄园中以手动或自动模式驱动拖拉机进行远程急停和避障

  初创公司EcoRobotix在B轮融资中筹集了1,070万美元,该轮融资由技术投资者Capagro和德国化工业务BASF的风险投资部门牵头。该轮融资还吸引了现有的投资者4FO Ventures(EcoRobotix的第一轮主要投资者)以及来自瑞士公司(如Business Angels Switzerland和investiere)的私人投资者。

  EcoRobotix成立于2011年,其使命是开发、生产和销售需要低能耗并尽可能减少现代农业带来的负面生态影响的创新农业机械。它的第一个产品是太阳能自动机器人除草机,该除草机是基于GPS和传感器并结合除草剂的整体应用,该传感器能够检测农作物行与行之间的杂草。这家初创公司将利用其在B轮融到的资金向整个欧洲进行扩展,因为它瞄准了是全球数十亿美元的除草市常

  他们致力于发展一种尊重环境的农业,致力于保护土壤和各种水文资源,并强调使用最少的能源。旨在提供精确,安全,可靠且价格合理的机器人解决方案,以简化农民生产健康食品的生活。

  EcoRobotix开发,生产和销售创新的农用机械这个领域作为新生力量,想要尽可能减少能耗,但同时保持成本竞争力。

  AFT于2019年初将其T-6草莓采摘机器人商业化,该机器人目前在美国最大的草莓生产州加州使用。 AFT表示将利用这笔资金扩大其草莓采摘机器人技术,并开发其他类型的机器人耕作设备。

  Harvest Automation的机器人通过显著提高生产率,种植效率和植物质量,为种植者提供了一种更智能的生产方式。通过解决劳动力稀缺问题,Harvest Automation使种植者能够创建一支可持续运作的劳动力队伍,从而可在价格和需求不断波动的劳动力市场和可用工人数量不断减少的情况下保证生产效率。 机器人可以执行正常人类种植者所需的体力劳动,从而为工人创造更多的时间来专注于其他更有挑战性的任务。机器人还可以通过优化田间种植位置并降低非人工生产成本(包括使用水,农药,除草剂和肥料)来提高工厂质量。

  Harvest Automation的旗舰产品旨在非结构化的室外环境中执行物料搬运任务。机器人可以与人类安全地工作,并且只需进行最少的培训即可操作,同时极大地降低了生产成本并提高了生产率。它们将直接减少生产需要的人工人数和成本,同时启用诸如资源管理,及时生产和库存控制之类的效率计划。

  Harvest CROO机器人技术(HCR)由草莓种植者Gary Wishnatzki和机器人工程师Robert Pitzer于2013年创立,旨在开发农业机器人技术。该公司位于佛罗里达州中部。

  他们第一个草莓采摘机的原型于2013年秋季建造,用于概念验证并向潜在投资者展示新科技。Harvest CROO在2014年的第一轮融资中筹集了100万美元。之后在达到几个里程碑之后,Harvest CROO现在第二轮融资中继续筹集了150万美元。目前,投资者包括与草莓行业有关联以及与草莓产业无关的不同公司,因为这些种植者投资人首先意识到了农场迫切需要机器人技术。

  Harvest CROO旨在不破坏生态模式的情况下,让机器人提供模仿人类采摘者的收割服务,同时不会改变农民种植农作物的方式。在美国销售的草莓几乎所有都是在地下种植的,因为这样做更具成本效益。为了向市场供应新鲜草莓,我们需要以当前的耕作方式为基础,从而构建一个可以在当今农场上运行的收割机,而无需让该农场主投资更昂贵的种植系统(例如台式或垂直农场)。

  Agerris是一家基于澳大利亚悉尼大学的专攻机器人技术的初创企业。自2005年以来,他们一直在提供农业领域的空中和地面机器人等相关解决方案。

  他们的目标是为所有种植者提供最新的空中和地面机器人系统,智能工具和人工智能解决方案,旨在支持种植者的农场活动,提高农场生产力以及保证环境可持续性和其他动物福利。

  他们的机器人解决方案支持树木,蔬菜,阔亩和放牧牲畜等多种农产品,通过借助智能工具,可以进行非化学性快速除草,智能喷涂和极速收获。

  Agerris的AI制图和决策系统会链接所有的地面和空中机器人,以检测杂草,还有对单个水果,坚果,农作物和动物进行计数,并提供总体农作物,动物和环境评估,包括害虫评估,作物产量和动物追踪,所有这些最终都将支持实时的农场决策。

  Small robot company是一家农业技术初创公司,将一个看似简单的想法商业化:用小型机器人来代替传统大型拖拉机。

  因为大型拖拉机既不高效也不环保。目前,在农业中,有90%的能源都被用来耕作和耕种,而之所以使用大型拖拉机的,仅仅是因为重型机械可以将土壤碾碎。

  英国农业科技初创公司Small Robot Company(src)致力于通过用轻型机器人代替拖拉机来推翻这一现状。这些机器人是使用Ubuntu操作系统开发的,比拖拉机更环保,同时运行更便宜,并且由于AI驱动的精度会产生更高的产量。

  他们正在构建的机器人将为农作物中的每种植物进行定点播种和照料。同时这些机器人只会饲喂和喷洒真正需要营养物质的植物,为它们提供完美水平的营养和支持,而不会浪费。

  这种精确的详细程度可以更有效率地对待土壤,更爱护环境,同时可以提高产量,并减少化学药品的使用。

  EARTH SENSE提供的产品可以使世界的空气环境进一步可视化并有利于我们来管理空气质量问题。

  借助EARTH SENSE的空气质量传感器以及先进的污染建模和不同的API工具,他们可以在智能系统中创建关键组件,为重大投资提供信息,评估历史风险和未来风险,从而为人们的生活带来真正的改变。

  Augean Robotics为农业行业提供了机器人解决方案,以解决当今种植者面临的重大劳动力挑战,其中包括主要的工资上涨和劳动力萎缩。通过利用与人类工人协同工作的协作式数据采集机器人将生产率提高多达30%.

  Augean Robotics声称他们的任务是通过使像Wall-E这样的机器人成为现实来解决农民面临的劳动力问题。为此,他们首先从称为Burro的协作机器人平台开始,该平台可帮助人们提高工作效率,并为未来农业完全自治的基础奠定基矗

  Augean Robotics的团队包括在计算机视觉,机器人技术和深度学习方面具有丰富经验的机器人创业资深人士,以及在一些世界最大的公司中具有直接销售和销售农业机械的经验的企业家。

  在Root AI上,他们正在与一群具有远见的种植者合作,创建智能农业机器人,这将有助于可持续地扩大世界粮食供应。核心是基于AI的计算机视觉和机器学习系统,专门用于收割,作物护理和产量优化。他们的第一代机器人正在接受培训,以收获西红柿。目前,它可以定位西红柿,确定其成熟度并从葡萄藤中摘取,并采用灵活的设计,及时帮助种植者照料各种农作物。

  他们相信,明天的农场不会像我们现在记得的那样无休止的户外农作物,而且食物的安全性和质量将不再受到越来越不可预测的气候或土地使用的限制。相反,高效的室内农场将种植美味且不含化学物质的农产品。在Root AI,他们的使命是创建智能机器人,以帮助种植者建设未来的农常

  西班牙汽车巨头雅马哈已向新西兰农业技术初创公司Robotics Plus投资了800万美元。

  通过以上分析,我们得知农业是机器人技术应用不断增长的领域。因为农业对我们一般人来讲,众所周知是非常艰苦的工作,可重复的日常,而且劳动力非常短缺。

  影响农业机器人和无人机需求的第一个因素是人口对全球粮食生产的需求不断增长。粮食及农业组织(FAO)最近预测,到2050年,全世界91亿人口将需要把我们将能够生产的粮食翻一番。这清楚地表明,对粮食的需求正在成倍增加。然而,仅仅是增加耕地面积到目前可用面积的5%以上都是非常困难的。

  加速市场增长的第二个因素是对精确农业的经济需求。在过去的几年中,由于低收入国家资金匮乏以及农产品价格结构不佳,越来越多的人退出了农民这一职业。根据美国农业部(USDA)的数据,在美国,自2013年以来,农民在2018年的净收入估计下降了近一半。

  劳动力短缺的加剧是推动机器人和无人机增长的第三个主要因素。随着时代的变化,由于多种原因,其中包括农民平均年龄的逐渐增加和社会不断增加的平均劳动成本,我们正逐渐目睹农业行业中的劳动力出现严重短缺的现状。但是所有的这些问题当中,新生代对从事农业这一职业的兴趣急剧下降被认为是其中最重要的原因之一。根据世界银行的数据,世界农业总就业份额从1991年的43.25%下降到2018年的25.96%。

  还有其他某些因素阻碍了市场的增长。农产品价格上涨是首要挑战。农业市场价格上涨直接影响农民的收入,农民的收入具有弹性。该收入取决于出售的农产品数量。农民的农业投入物价格上涨导致出售商品的价格总体上涨。即使有政府补贴和较低的进口关税,对农业的昂贵投入最终还是会反映在最终的农产品中。

  限制农业机器人和无人机市场增长的第四个因素是其发展需要大量资本投资。尽管资本市场不断地开发各种农业机器人和其他相关技术来简化农业运营,但它们带来了高昂的投资成本,农民在使用它们来实现农田自动化之前需要考虑这些投资。考虑到技术先进的各种机械的价格往往较常规农用设备的价格相对较高,供需之间存在巨大差距。

  农民缺乏技术意识是制约农业机器人和无人机市场增长的另一关键因素。尽管日常农业操作中的机器人技术和自动化使任务变得容易,但是大多数农民仍缺乏如何有效操作该设备的专业知识和技术知识。

  但是与此同时,农业市场中也存在着各种机会。这些机会包括人工智能技术和机器学习解决方案的进步,室内农场的建立以及农业行业服务经济的增长等,都有可能促进市场增长。

  农业机器人市场的主要推动力包括采用新技术以提高农场效率和降低生产成本,由于人口增加而导致全球对食品的需求增加,对监控作物健康以进行单产的监测的需求增加以及政府对采用现代技术的支持农业发展的态度。

  最后,可以将基于区域的市场划分为主要区域,例如北美,欧洲,亚太地区和世界其他地区(ROW)。在这些地区中,欧洲约占总市场份额的42.12%,其次是北美。但是,在从2018年到2028年的预测期内,亚太地区预计将显示出最高的市场增长。

  从中国的角度来看,由于收入的增长,中国人在食品上的消费力也越来越强,包括各种资源密集型食品比如奶制品等。在1995年至2010年期间,城市居民的牛奶和奶制品消费增长了三倍。但是,这种需求增长其实有很多长期供应限制。数百万亩的耕地逐渐变成了城市化的土地,而剩下的将近20%由于各种原因遭到了污染。

  中国大部分农村地区也变得越来越分散,2013年普通家庭仅种植7亩土地,因此农业耕地效率极低。自动化农业或许可以帮助农民解决所有这些问题。通过减少对肥料,杀虫剂和除草剂的依赖,自动化农业可以更有效率地提高产量,削减食品生产成本并减轻中国长期的农村污染。

  主题简介及亮点:第四期直播内容是AI语音识别机器人眼睛灯编码与实现,通过直接讲解如何编写代码去实现各个子模块的功能。

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