農業機器人: 機器人如何拯救我們的食物？

By Fouad Sabry

什麼是農業機器人

每天，我們都被提醒機器人革命正在推進。從自動駕駛汽車到自動收銀員，機器人正日益成為我們日常生活的一部分。雖然我們的大部分注意力都集中在製造業中的機器人上，但有一個重要的活動領域可能比其他任何領域影響更大。事實上，食物是絕對的需求，必須不惜一切代價生產。因此，我們需要更多的農民或以很少的人力生產糧食的新方法。機器人正在拯救世界。
您準備好迎接農業機器人了嗎？

您將如何受益

(I) 關於以下主題的見解和驗證：

第 1 章：農業機器人
第 2 章：農業無人機
第 3 章：無人駕駛拖拉機
第 4 章：農場機器人
第 5 章：開源生態< br />第6章：雲播
第7章：空中播種
第8章：機械化農業
第9章：農業機械
第10章：精準農業
第11章：農業信息和通信技術
第12章：機器視覺

(II) 回答公眾對農業機器人的熱門問題。
(III) 農業機器人在多個領域使用的真實案例。
(IV) 17 個附錄，簡要說明，266 360度全方位了解農業機器人技術。

這本書是給誰看的

專業人士、本科生和研究生、愛好者、業餘愛好者，以及想要超越任何農業機器人基礎知識或信息的人。

• Language: 中文
• Publisher: 十億個知識淵博 [Chinese (Traditional)]
• Release date: Oct 6, 2021

Book preview

引號

關於機器人，有無數的東西需要發現。很多都太美妙了，讓人難以置信。

丹尼爾·威爾遜

實踐經驗是了解機器人所有跨學科方面的最佳方式。

羅德尼·布魯克斯

如果你看看今天的機器人領域，你可以說機器人已經在最深的海洋，他們去過火星，你知道嗎？他們去過所有這些地方，但他們現在才開始進入你的客廳。你的客廳是機器人的最後前沿。

辛西婭·佈雷澤爾

技術和機器人技術正在進步，並將減少未來對工人的需求。

1月 丁

自動化、人工智慧和機器人技術的進步，在提高生產力的同時，也將給勞動力帶來重大動蕩。

約翰·希肯盧珀

農業機器人技術

作者的其他書籍

1 - 智能機器

2 - 大腦計算機介面

3 - 沼澤智慧

4 - 自動駕駛車輛

5 - 自主 無人機

6 - 自主機器人

7 - 自主武器

8 - 農業機器人

***

十億知識淵博

農業機器人技術

機器人是如何來拯救我們食物的？

福阿德·薩布里

版權

農業機器人 版權©2021年由福阿德薩布里。保留所有權利。

保留所有權利。未經作者書面許可，不得以任何形式或任何電子或機械手段（包括資訊存儲和檢索系統）複製本書的任何部分。唯一的例外是審閱者，他可能會在評論中引用簡短的摘錄。

封面由福阿德·薩布里設計。

這本書是一部小說。姓名、人物、地點和事件要麼是作者想像的產物，要麼是虛構的。與實際人員、生死、事件或地區的任何相似之處都是巧合。

獎金

你可以送出電子郵件給 1BKOfficial.Org+ 農業機器人 @gmail.com 的主題行農業機器人： 機器人是如何來拯救我們的食物？，或者只需按下此 連結 並按下發送您的電子郵件用戶端，您就會收到包含本書前幾章的電子郵件。

福阿德·薩布里

存取 1BK 網站

www.1BKOfficial.org

前言

我為什麼要寫這本書？

寫這本書的故事開始於 1989年，那時 我是一名高三學生中學的學生。

它非常 像 STEM（科學、技術、工程和數學）學校，現在 在許多先進國家都有。

STEM 是一門基於以跨學科和應用方法對學生進行四個特定學科 （科學、技術、工程和數學 ） 教育的理念的課程。此術語通常用於處理學校的教育政策或課程選擇。它對勞動力發展、國家安全關切和移民政策有影響。

圖書館每周上課一次，每個學生可以自由選擇任何書籍，閱讀1小時。課程的目的是鼓勵學生閱讀教育課程以外的科目。

在圖書館里，當我看著書架上的書時，我注意到了巨大的書，總共5000頁，共5個部分。書名是「技術百科全書」，它描述了我們周圍的一切，從絕對零到半導體，幾乎每一個技術，在那個時候，用五顏六色的插圖和簡單的詞來解釋。我開始讀百科全書，當然，我不能完成它在每周1小時的類

所以，我說服我父親買了百科全書。我父親在我生命的開始，為我買了所有的技術工具，第一台電腦和第一本技術百科全書，都對我和我的事業有很大的影響。

今年暑假我完成了整部百科全書，然後我開始觀察宇宙是如何運作的，以及如何把這些知識運用到日常事務中。

我對這項技術的熱情開始於30多年前，現在 的旅程還在繼續。

這本書是《新興技術百科全書》的一部分，這是我試圖給讀者同樣的驚人經驗，我在高中時，但而不是第20c entury技術，我更感興趣的是21c entury新興技術，應用和行業解決方案。

《新興技術百科全書》將由365本書組成，每本書 將聚焦於一項新興技術。您可以在本書的結尾閱讀「即將推出」 部分的新興技術清單及其按行業分類。

365 本書， 讓讀者有機會在一年內每天增加對一項新興技術的瞭解。

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介紹

我是怎麼寫這本書的？

在每本書的「新興技術百科全書」，我試圖得到即時，原始的搜索見解，直接從人們的頭腦，試圖回答他們的問題，新興技術。

谷歌每天有30億次搜索，其中20%是從未見過的。它們就像是人民思想的直接一行。

有時是「如何去除紙張堵塞」。其他時候，他們只敢與谷歌分享痛苦的恐懼和秘密渴望。

為了發現關於「農業機器人」的內容想法尚未開發的金礦，我使用許多工具收聽谷歌等搜尋引擎的自動完成資料，然後迅速提出每一個有用的短語和問題，人們圍繞關鍵詞農業機器人提問。

它是人們洞察力的金礦， 我可以用它來創造新鮮、超有用的內容、產品和服務。善良 的人，像你一樣，真的很想要。

人搜索是有史以來收集到的最重要的人類心理資料集。 因此，這本書是一個活 的產品， 並 不斷更新越來越多的答案，關於"農業機器人「的新問題，問的人，就像你和我一樣，想知道這個新興的技術，並希望瞭解更多

寫這本書的方法是更深入地了解人們如何圍繞「農業機器人」搜索，揭示問題和疑問，我不一定認為我的頭頂，並回答這些問題在超級容易和易於理解的單詞，並導航這本書以直截了當的方式四處走動。

因此，在寫這本書時，我已確保它盡可能優化和有針對性。這本書的目的是幫助人們進一步瞭解和增長他們對「農業機器人」的知識。我試圖盡可能密切地回答人們的問題， 並展示更多。

這是一個夢幻般的，美麗的方式來探索問題和問題，人們有，並直接回答他們，並增加洞察力，驗證和創造力的書的內容-甚至推介和建議。這本書揭示了豐富，不那麼擁擠，有時令人驚訝的領域，重新搜索的需求，否則我不會達到。毫無疑問，在用這種方法閱讀了這本書之後，我有望增加潛在讀者的知識。

我採用了一種獨特的方法，使這本書的內容總是新鮮的。這種方法依賴於通過搜索傾聽工具傾聽人們的想法。這種方法說明我：

與讀者見面，了解他們所處的位置，這樣我就能創建相關內容，引起共鳴，並推動對 主題的更多理解。

將手指牢牢地放在脈搏上，這樣當人們以新的方式談論這項新興技術時，我就能獲得更新 ，並 監控趨勢。

發現隱藏的問題寶藏需要有關新興技術的答案，以發現意想不到的見解和隱藏的利基，提高 內容的相關性，並給 它一個制勝的優勢。

停止浪費時間在內臟上，猜測讀者想要的內容，用人們需要的東西填滿書的內容，告別基於猜測的無盡內容想法。

做出可靠的決定，並承擔更少的風險，讓前排座位的人 想讀什麼，想知道 - 即時 - 並使用搜索數據作出大膽的決定，哪些主題包括和哪些主題排除。

簡化我的內容製作，以識別內容創意，而無需手動篩選個人意見，以節省數天甚至數周的時間。

通過回答問題，幫助人們以直接的方式增加知識，這真是太好了。

我認為這本書的寫作方法是獨一無二的，因為它整理，並跟蹤重要的問題，讀者在搜尋引擎上問。

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確認

寫一本書比我想像的要難，也比我想像的更有回報。如果沒有著名研究人員完成的工作，這一切都是不可能的，我想感謝他們努力增加公眾對這一新興技術的認識。

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奉獻

對開明者，那些以不同的方式看待事物，希望世界變得更好的人——他們不喜歡現狀或現存狀態......你可以與他們意見相左太多，你可以與他們爭論更多，但你不能忽視他們，你不能低估他們，因為他們總是改變事情...他們推動人類前進，而有些人可能認為他們是瘋狂的或業餘的，其他人看到天才和創新者，因為那些開明到足以認為他們可以改變世界的人，是那些誰這樣做，並帶領人民到啟蒙。

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碑文

"Food 是必須不惜一切代價生產的必需品。因此，我們需要更多的農民或更多的方法來生產人力有限的糧食。機器人們正在來營救。——南昆士蘭大學約翰·比林斯利和墨爾本丹尼·奧托莫大學;約翰·裡德，約翰·迪爾。

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內容表

引號

農業機器人技術

作者的其他書籍

版權

獎金

前言

介紹

確認

奉獻

碑文

內容表

第一章：農業機器人

第二章：農業無人機

第三章：無人駕駛拖拉機

第4章：農場機器人

第五章 開源生態學

第六章：雲播種

第七章：空中播種

第八章 機械化農業

第九章 農業機械

第十章：精密農業

第十一章 農業資訊通信技術

第12章：機器視覺

結語

關於作者

即將推出

附錄：每個行業的新興技術

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第一章：農業機器人

自主農業機器人

農業機器人是用於農業應用的機器人。今天，機器人在農業中的主要應用是在收穫階段。雜草控制、雲種、種子種植、收穫、環境監測和土壤分析是機器人或無人機的一些新興農業應用。根據驗證市場研究，到2025年，農業機器人市場預計將達到115.8億美元。

常規

採摘水果的機器人、無人駕駛的拖拉機/噴霧器機器人和剪羊機器人都是為了取代人類的工作。在開始工作之前，必須解決許多問題（例如，要採摘的水果的大小和顏色）。機器人可以執行的其他園藝任務包括修剪、除林、噴灑和監測。機器人還可用於牲畜機器人應用，如自動擠奶、洗滌和割草。 這些機器人 對農業具有許多優勢，包括提高新鮮食品品質、降低生產成本以及減少對體力勞動的需求。它們還可用於自動化人工活動，如除雜草或麩皮噴灑，其中拖拉機和其他 載人 車輛對工人來說太不安全。

設計

A green and black lawn mower Description automatically generated with low confidence

現場工作機器人

末端效應器、操縱器和抓手是機械設計的一部分。在操縱器的設計中必須解決若干要素，包括任務、經濟效益和必要的動作。最終效應器影響水果的市場價值，抓手的設計由收穫的作物決定。

末端效應器

農業機器人的末端效應器是在機械臂末端發現的用於各種農業任務的裝置。已開發了幾種類型的末端效應器。在日本，葡萄種植作業中採用末端效應器進行收穫、漿果稀釋、噴洒和裝袋。每個都根據活動的性質以及目標水果的形式和大小創建。例如，收穫端效應器被構建為抓地力、切割和推葡萄束。

漿果稀釋是葡萄上的另一種技術，用於提高葡萄的市場價值，增加葡萄的大小，使串聯過程更容易。漿果變薄的最終效應器由三部分組成：上部、中部和底部。上部由兩個板和一個橡膠組成，可以打開和關閉。葡萄被壓縮在兩個盤子之間，以打破葡萄枝，提取一串 葡萄。中間部分有一個針板，一個壓縮彈簧，和另一個板，其表面有孔。當兩個盤子一起推時，針刺穿了葡萄。下部然後包含一個切割設備，可以削減束標準化其長度。

噴灑的最終效果器是與操縱器相連的噴嘴。實際上，種植者希望保證化學液體在整批中均勻分佈。由於設計的結果，該化學品分佈均勻，因為噴嘴以一致的速度移動，同時保持與目標的安全距離。

裝袋工藝是葡萄生產過程中的最後一步。袋支線和兩個機械手指內置到袋裝端效果器中。裝袋過程中的袋子餵食器由縫隙組成，這些縫隙在上下運動中不斷向手指提供袋子。當袋子被餵到手指上時，袋子上端的兩片葉子彈簧保持打開。袋子被設計成成一堆的葡萄。裝袋操作完成後，手指打開並釋放袋子。這關閉葉子彈簧，密封袋子，防止它再次打開。

片 梭

抓手是用於收穫所需作物的扣人心弦裝置。抓手的設計基於簡單、低成本和有效性。因此，設計通常由兩個機械手指組成，在完成工作時可以齊聲移動。設計的細節由手頭的任務決定。例如，抓手配備了鋒利的刀片，這種技術需要切割植物進行收穫。

機械手

操縱器允許抓手和末端效應器導航其周圍環境。操縱器由四個平行的四桿鏈接組成，這些連結使抓手保持到位並處於適當的高度。操縱器還可以配備一個、兩個或三個氣動執行器。氣動執行器是將壓縮空氣轉化為能量以產生線性和旋轉運動的電機。氣動執行器由於功率重量比高，是農業機器人最有效的執行器。單個執行器佈局是操縱器最具成本效益的設計，但也是適應性最差的設計。

發展

農業機器人技術的首次發展可追溯到20世紀20年代，當時將自動駕駛汽車制導與農業相結合的研究開始形成。這項研究在20世紀50年代至60年代發展了自動農用車。然而，這個概念並不是完美無瑕的，因為汽車仍然需要一個電纜系統來引導他們的運動。隨著其他行業技術的進步，農業機器人也在不斷發展。機器視覺指導直到20世紀80年代計算機發展之後才得以實現。

多年來的其他進展包括在法國和美國用機器人收穫柳丁。

雖然機器人在室內工業環境中已經使用了幾十年，但外部農業機器人被認為更複雜，也更具挑戰性。這是由於對安全的擔心，以及採摘容易受到各種環境條件和不可預測性的作物的複雜性。

市場需求

人們擔心農業部門需要多少工作。隨著人口老齡化，日本無法滿足農業勞動力市場的需求。同樣，美國今天依靠 大量 移民勞工，但由於季節性農場工人的減少和政府限制移民的更大措施，他們也無法滿足需求。企業經常被迫讓莊稼滅亡，因為他們無法在季節結束前全部收成。此外，有人擔心在今後幾年需要養活的人口正在增加。因此，迫切需要改進農業機械 ，使其 更具成本效益和長期使用實用性。

當前應用和趨勢

目前的大部分研究都是為了開發自動駕駛農用車。這項研究基於駕駛員輔助技術和自動駕駛汽車的進步。

雖然機器人已被納入農業農業工作的許多部門，但它們仍然主要沒有參加作物收穫。隨著公司開發執行越來越特殊的農場職責的機器人，這種情況開始改變。機器人收穫作物最關鍵的問題是收穫草莓等軟作物，這些作物很容易損壞或完全錯過。儘管有這些保留意見，但這一領域正在取得進展。據聯合創始人加里·威斯納茨基（GaryWissnatzki）說，目前在佛羅里達州進行評估的豐收Croo機器人公司的草莓採摘機之一，只需三天就能採摘一塊25英畝的田地，並取代大約30名農業工人的工作力。收穫蘋果、葡萄和其他作物的進展也差不多。目前蘋果收穫機器人的改進太遲緩，在商業上不可行。現代機器人每五到十秒就能收穫一個蘋果，而一般人每秒就能收穫一個蘋果。

農業公司為自己設定的另一個目標是收集數據。人們越來越擔心世界人口的膨脹和工作力的稀缺性。正在開發數據收集，作為增加農業產量的一種手段。通過掃描果樹，AgriData 正在開發創新技術，以實現這一目標，並協助農民確定收穫的最佳時間。

應用

在農業中，機器人可以以各種方式使用。梅林機器人牛奶， 玫瑰圈，收穫自動化，柳丁收割機，生菜機器人和雜草是機器人的一些例子和原型。牛奶機器人是機器人在農業中大規模應用的一個例子。它在英國奶牛場中很受歡迎，因為它效率高，不需要遷移。據英國皇家農業學會首席執行官大衛·加德納（David Gardner）說，機器人可以做複雜的活動，只要它是重複的，機器人被允許坐在 一個特定的位置。此外，執行重複操作（如擠奶）的機器人執行常規和特定標準。

園藝是另一個使用領域。收穫自動化公司創建了RV100園藝應用。房車100用於在溫室或戶外運輸盆栽植物。間距能力、收集和整合是 RV100 處理和組織盆栽的責任之一。採用RV100進行此任務的優點是放置精度高，室內和室外自主操作，生產成本低。

例子

索瓦爾德 - 佐賀機器人公司開發的自主模組化多用途農業機器人。

維諾博特和維諾庫勒

Lsu 的阿格博特

收穫自動化公司是由前 iRobot員工創立的公司，旨在為溫室開發機器人

根 AI 製作了一個番茄採摘機器人，用於溫室

草莓採摘機器人從機器人收穫和農業機器人

小型機器人公司開發了一系列小型農業機器人，每個機器人都專注於特定任務（除除、噴灑、鑽孔等），並由人工智慧系統控制

同意文化

生態機器人製造了太陽能除林和噴灑機器人

藍河科技公司為拖拉機開發了一種農用工具，它只噴洒需要噴洒的植物，使除草劑的使用減少了90%

卡斯莫博特下一代斜坡割草機

菲爾德機器人活動是移動農業機器人的競爭

霍蒂博特 - 植物護理機器人，

生菜機器人 - 有機除雜草和瘦開的萊圖斯

水稻種植機器人由日本國家農業研究中心開發

ROS 農業 - 使用機器人作業系統的農業機器人的開源軟體

IBEX 自主除草機器人用於極端地形，正在開發中

農場機器人， 開源數控農業

VAE由阿根廷一家農業科技初創公司開發，旨在成為從精密噴灑到牲畜處理等多種農業應用的通用平臺。

ACFR裂谷：用於現場噴灑

阿克弗· 斯瓦格柏特; 用於牲畜監測

ACFR數字農夫手：用於噴灑、除林和播種

[第 1 章結尾]

See also

Agriculture portal

E-agriculture

Machine vision

Agricultural drones

References

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Anderson, Chris. How Drones Came to Your Local Farm. MIT Technology Review. Archived from the original on 7 March 2017. Retrieved 24 May 2017.

Mazur, Michal (July 20, 2016). Six Ways Drones Are Revolutionizing Agriculture. MIT Technology Review. Retrieved 24 May 2017.

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Monta, M.; Kondo, N.; Shibano, Y. (21–27 May 1995). Agricultural Robot in Grape Production System. IEEE International Conference on Robotics and Automation. Nagoya: Institute of Electrical and Electronics Engineers. pp. 2504–2509. doi:10.1109/ROBOT.1995.525635. ISBN 0-7803-1965-6.

Foglia, M. M.; Reina, G. (2006). Agricultural robot for radicchio harvesting (PDF). Journal of Field Robotics. 23 (6–7): 363–377. doi:10.1002/rob.20131.

Yaghoubi, S.; Akbarzadeh, N. A.; Bazargani, S. S.; Bazargani, S. S.; Bamizan, M.; Asl, M. I. (2013). Autonomous Robots for Agricultural Tasks and Farm Assignment and Future Trends in Agro Robots. International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering. 13 (3): 1–6. CiteSeerX 10.1.1.418.3615.

Harrell, Roy (1987). Economic Analysis of Robotic Citrus Harvesting in Florida. Transactions of the ASAE. 30 (2): 298–304. doi:10.13031/2013.31943.

Dorfman, Jason (December 12, 2009). Fields of automation. The Economist. Retrieved 2018-05-29.

Daniels, Jeff (2018-03-08). From strawberries to apples, a wave of agriculture robotics may ease the farm labor crunch. CNBC. Retrieved 2018-05-29.

Simon, Matt (May 31, 2017). "Robots Wielding Water Knives Are