（原標(biāo)題：How small robots may kill the tractor and make farming efficient）
出品|網(wǎng)易科學(xué)人欄目組 晗冰
農(nóng)業(yè)往往被認(rèn)為落后于高科技時(shí)代，對(duì)農(nóng)民來(lái)說(shuō)，他們的工作場(chǎng)所是創(chuàng)新技術(shù)的肥沃試驗(yàn)田。他們是最早使用商用無(wú)人機(jī)的人員，也是最早使用自動(dòng)駕駛技術(shù)的人員。配置自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)設(shè)備完全可以在農(nóng)田這種封閉的區(qū)域有效且安全地進(jìn)行工作。農(nóng)業(yè)科技的最新發(fā)展是小型農(nóng)業(yè)機(jī)器人，它們可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，減少農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境的影響。
英國(guó)小型機(jī)器人公司聯(lián)合創(chuàng)始人本·斯科特-羅賓遜(Ben Scott-Robinson)表示，在過(guò)去30年里，盡管當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的收入和產(chǎn)量并沒(méi)有發(fā)生太大變化，但農(nóng)業(yè)成本一直在上升。他們正與公司的另一位創(chuàng)始人，同時(shí)也是農(nóng)場(chǎng)主的山姆·沃森-瓊斯(Sam Watson-Jones)一起合作，試圖改變農(nóng)民使用的機(jī)器。斯科特-羅賓遜解釋說(shuō):“我們?cè)谟?guó)各地旅行了6個(gè)月，和農(nóng)民討論他們想要的東西。我們會(huì)了解他們對(duì)科技的看法，以及他們面臨的各種問(wèn)題和需求。”
目前，農(nóng)業(yè)收入或產(chǎn)量沒(méi)有明顯變化，成本卻在不斷增加。許多可耕地農(nóng)場(chǎng)正在倒閉。比較突出的額外成本是對(duì)拖拉機(jī)的投資。傳統(tǒng)的重型拖拉機(jī)是大多數(shù)農(nóng)場(chǎng)中的關(guān)鍵設(shè)備，但這種機(jī)械的副作用之一是碾碎土壤，破壞環(huán)境，從而導(dǎo)致土壤被完全夯實(shí)。此外，化肥和化學(xué)品被噴灑在大片土地上，由于同一塊土地上的每一種植物需求并不相同，其副作用很大。
這家小型機(jī)器人公司發(fā)現(xiàn)，許多農(nóng)民想要改變現(xiàn)有的方式，但他們既沒(méi)有錢也沒(méi)有技術(shù)訣竅。因此，他們決定設(shè)計(jì)一種適合這些植物的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，而不是試圖讓農(nóng)作物去適應(yīng)機(jī)器。在當(dāng)?shù)卮髮W(xué)博士生的幫助下，他們最終創(chuàng)造出了一個(gè)名叫“杰克”的機(jī)器工人，身高3米，重達(dá)250公斤，是一種基礎(chǔ)型機(jī)器人，可以通過(guò)吊桿進(jìn)行改裝。
定制化的機(jī)器人可以完成不同的任務(wù)
通過(guò)在“杰克”身上添加非化學(xué)除草劑或噴油桿，能夠使得機(jī)器人變身“迪克”。這家小型機(jī)器人公司目前正在對(duì)“迪克”進(jìn)行升級(jí)開(kāi)發(fā)，可以使用電力和激光替代除草劑來(lái)殺死雜草，但目前還沒(méi)有在農(nóng)田中得到有效應(yīng)用。但小型機(jī)器人公司已經(jīng)為“哈利”開(kāi)發(fā)出了一種新型的種子發(fā)芽器，這種設(shè)備可以在合適的間隔和深度將種子埋在地下，使它們能夠有效地生長(zhǎng)，目前正在等待專利批準(zhǔn)。
兩位聯(lián)合創(chuàng)始人說(shuō)，他們不會(huì)直接銷售機(jī)器人，但計(jì)劃通過(guò)收取使用費(fèi)的方式讓它們?yōu)檗r(nóng)民提供服務(wù)。
“雷切爾”(Rachel)是監(jiān)控機(jī)器人，“湯姆”(Tom)的原型機(jī)，它可以獲得田間植物的圖像，并將其實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。雷切爾非常小(50 x 60 x 40厘米)，重約5公斤，還配備了攝像頭，它可以前后移動(dòng)，收集目前植物的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)會(huì)被轉(zhuǎn)化為農(nóng)民看得到的數(shù)據(jù)和說(shuō)明，從而讓農(nóng)民們了解更多關(guān)于他們農(nóng)作物的信息，以及需要采取什么措施來(lái)提高產(chǎn)量。
傳統(tǒng)的拖拉機(jī)可以重達(dá)31噸，而像“杰克”這樣的機(jī)器人幾乎只有它的一小部分大小。一種更緊湊的農(nóng)業(yè)機(jī)器人對(duì)其工作土地產(chǎn)生的破壞性影響更小。然而，它可能不會(huì)像傳統(tǒng)拖拉機(jī)那么強(qiáng)大，也不能像傳統(tǒng)拖拉機(jī)那樣快速穿越大片田地。
為了解決這一問(wèn)題，小型機(jī)器人公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)人工智能系統(tǒng)“威爾曼”，能夠區(qū)分“小麥”和“非小麥”。同時(shí)它還接受“雷切爾”收集數(shù)據(jù)的培訓(xùn)。在“威爾曼”的指導(dǎo)下，小型機(jī)器人公司提供的機(jī)器人將能夠噴灑農(nóng)藥和耕種土地。
該公司稱，小型機(jī)器人公司能減少95%的化學(xué)物質(zhì)排放,收入增加40%和成本降低達(dá)到60%。“我們與英格蘭西北大學(xué)的哈珀·亞當(dāng)斯（Harper Adams）合作,并通過(guò)減少化學(xué)肥料的使用來(lái)降低成本。” 斯科特-羅賓遜補(bǔ)充道，“我們不允許化學(xué)物質(zhì)流入土壤，也不讓土壤被沖走，這樣可以讓未來(lái)的農(nóng)民擁有更好的耕作條件。”
如果這種機(jī)器人能夠成功取得大規(guī)模應(yīng)用的話，這種新方法將取代目前的耕作方式，后者通常涉及耕種大塊耕地。英國(guó)政府2017年的一份報(bào)告發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)造成的溫室氣體排放量占英國(guó)溫室氣體排放量的10%。其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放了7.2噸的二氧化碳。
目前，小型機(jī)器人公司已經(jīng)為其農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人申請(qǐng)了多項(xiàng)專利，并正在與農(nóng)民合作進(jìn)行一些小型試驗(yàn)。然而，這些機(jī)器人和附加組件要到2021年才能投入商業(yè)使用。
