• 资讯
  • News
  • 行业资讯
  • IndustryNews
  • 王蓬勃:人工智能与农业机器人

       专家表示,农业机器人市场十分广阔,未来预计到2020年可能在农业机器人这个领域在300多亿美元的市场。那么全球农业机器人发展现状是怎样的?农业机器人的技术难点主要是在哪些方面?它与工业机器人服务机器人是否有关联度呢?
     
      在第七届中国国际机器人高峰论坛服务机器人主题论坛现场,来自苏州博田自动化技术有限公司总经理王蓬勃博士为了带来了《人工智能与农业机器人》的分享,令台下观众收获匪浅。不少观众表示,这还是第一次系统详细的了解农业机器人。(以下文字根据速记整理,仅供参考)
      非常高兴有这个机会跟大家分享一下我们这个团队做农业机器人的一些心得,也重点说一下农业机器人跟人工智能以及接下来产业的需求与发展,因为今年李教授在北京没能赶过来,我代替李教授跟大家做一个报告。
     
      今天我们听了很多关于机器人方面的报告,大家对吃的问题可能不太关注。随着中国城镇化进程的持续推进,每年一千多万人到城市里面,农村劳动力已经越来越少了,现在中国谁在种地?未来中国谁来种地?如何种地?这是迫在眉睫的问题。
     
      高端农机装备的现状及需求。我国高端农机装备较国外相比差距较大,农业市场中的大部分份额被欧美日韩占据。目前约有20家国外农机企业进入中国,7家设立北京总部投资,共投资建立23家制造基地。
     
      亚洲、欧洲、美洲这几个地区的农业机器人发展比较早,也是进展比较快的国家。从日本和韩国来看,他们主要在设施农业和水田领域,包括嫁接、移栽、收获、分选、产后加工技术,尤其是日本,投入农业机器人研发是最早的,部分机器人已经进入市场,如植保无人机在十几年前开始已经在推广使用了。
     
      美国、德国、丹麦、英国这些欧美国家主要在大马力拖拉机和大田作业机器人,他们的核心技术主要是GPS以及大田作业的集成装备,以及果园管理的智能机器人
     
      像荷兰、澳大利亚、新西兰等国家畜牧业发达,在工厂化畜牧养殖加工方面机器人应用比较普遍,产业化技术也比较成熟。
     
      再看一下我国,我国在这个方面在上个世纪90年代刚刚开始进入相关的研究,前期得到国家科技项目的支持,主要是涉及到收获、施药、大田除草、设施农业等领域,近年来在非结构环境信息获取、系统集成等方面取得了进展。主要研究的单位包括中国农业大学、中国农机院、北京农业信息技术研究中心、江苏大学等等,企业基本还是处于空白的阶段。
     
      所以这给我们中国带来了一个挑战,因此在中国制造2025规划中将农机装备产业列入十大重点发展领域之一,在2015年起草的《农业机械高端装备创新工程实施方案》中,未来十年高端农机装备市场规模要突破5千亿,农机服务市场规模8000亿元。从行业发展趋势看,未来高端农机装备的市场向智能化、信息化、集成化、服务化方向发展。
     
      近几年,像华为之类的企业已经纷纷进入智慧农业领域,他们认为智慧农业潜在的市场规模由15年的137亿美元增长到268亿美元,实际上这个数据是有点保守的。
     
      人工智能与农业机器人的应用结合
     
      我们知道人工智能领域有机器视觉、图象识别、AI算法、自然语言处理等关键技术,这些人工智能技术在农业上有哪些应用?其实应用已经有很多了,包括像果实探测、智能采摘这些都是需要视觉的技术,包括图像定位、病害检测、杂草的检测,以及需要AI算法的果实识别、高效育种等等;当前人工智能的语音处理主要针对人类语言,但有没有想到动物的语言呢?其实动物的语言与其健康水平非常相关,在这个方面国外已经开始进行研究了,国内现在还比较少。
     
      农业机器人它是一个什么样的概念?简单来说,农业机器人是融合了传感技术、自动控制、机器视觉等机器人和人工智能技术,使在非结构环境下作业的农业装备实现自动化、智能化。这其中的难点就是我们讲的在自然环境下的信息获取,包括作物信息、动植物生理生态感知传感器件进展缓慢,还有农业机器人与农艺适应性技术等等。比如采摘苹果跟摘草莓是一样的吗?这个当然是不一样的,存在大小、颜色、损伤的巨大差异,并且由于季节问题我们在收获季节可能需要24小时工作,所以农业机器人能不能达到要求,这是一个很大的挑战。
     
      目前全球农业机器人会在哪些方面会先进行研发,类型有哪些呢?大概有这几个方面。
     
      一个是无人驾驶,无人驾驶汽车这些年是非常火热的,而对于拖拉机的无人驾驶很多年前已经开始研究了,目前已经基本实现了在农田无人驾驶,当然它主要使用GPS导航,它工作的环境安全性相对来说不会那么高。另外联合收割机的无人驾驶已经开始研究。
     
      还有一个是无人机,应该说无人机的商业化应用已经进入了我们生活当中的方方面面,农业的无人机应该说把中国的无人机市场带入了一个飞速发展的阶段,主要集中在无人机植保和遥感探测领域。还有就是田间管理,包括中耕除草和精准施药,以及作物收获、温室管理、产后处理和动物管理,这些领域已经开始了大量的农业机器人相关技术研究……
     
      下面简单介绍一下我们团队在农业机器人领域的进展,我们团队主要来自于中国农业大学,前期从科研起步,现在开始做农业机器人产业化的工作,目前掌握了拥有国内领先、国际先进的农业机器人核心技术,包括自然环境下信息获取机器视觉处理技术、农机自动驾驶对行控制技术等。,我们的主要理念是要利用人工智能技术和机器人技术为现代农机装备提供智能化的解决方案。
     
      团队的产业化工作主要以苏州博田公司开展,同时在北京设立农业机器人技术研发中心,经过几年的发展,已经形成很好的专利体系和专利技术,涵盖了工作环境、应用环节,包括在采摘收获、锄草、分选等应用环节,以及控制系统等方面做了相应布局。同时公司仍然在承担国家重点研发计划项目,攻克水田拖拉机智能控制、经济作物收获、温室作业机器人等关键技术。
     
      经过多年的研发积累,我们团队主要掌握的核心技术体现在以下几个方面:
     
      一、自然环境下信息获取机器视觉处理技术大家看这张图片就觉得它的难度在哪儿?就是常见温室里面的西红柿、黄瓜、葡萄这些生长的状态,与工业机器人的应用环境是有很大差异的,在自然条件下,没有哪两根黄瓜长得一模一样,并且光线、位置、背景等因素非常复杂,这就为机器人进行识别、定位、摘取带来很大的难度。我们利用AI算法的视觉识别技术,把一些非结构环境下的光转化成主动光镜头滤掉背景,另外采用一些快速识别算法进行图象处理,以及进行嵌入式软件开发,还有集成通讯与自动控制,部分解决了这类问题。这是最核心也是最难的领域之一,我们目前的技术与国外处于同步的水平,没有太大的差距。
     
      二、高速视觉伺服控制技术和机器人化集成控制技术,拖拉机在每小时四五公里的行走速度下完成实时检测和处理,需要高速视觉伺服控制技术,同时,农业机器人不仅仅依靠视觉传感器,还有一些激光、超声等等相应的多传感器融合控制技术,你要把不同技术整合成一个可以生产制造及方便使用的整机装备。
     
      三、农业机器人和和农业生产方式也就是农艺的融合,农业生产环节利用机器换人,就需要做一些改进以适应农业自动化的操作;同时也要针对成熟的农艺模式开发出相应的农业机器人。在这方面我们做了很多的深入研究。
     
      我们的产品主要包括以下几类:
     
      第一智能锄草机器人,它不但可以做到行间的锄草,也可以做到两株苗之间的锄草。这种速度条件下的视觉处理以及整个液压系统的执行是最大的一个难点。目前国内我们已经开始在黑龙江、北京示范应用,国外在欧洲相对来说已经用的比较多了,但是国内的话还比较少。在此基础上,我们将视觉辅助驾驶和对行模块单独开发成产品,已经在推广应用。
     
      第二 果蔬采摘机器人,是通过双目识别获得精准的信息,通过视觉算法判断成熟度和采摘点位,然后这个左边是我们正在调试的新一代机器人收获过程,很完整的移动机器人,包含移动底盘、视觉导航、立体视觉空间信息的获取。
     
      第三智能植保机器人,我们在果园和温室已经实现了遥控和全自主的作业,大面积应用也可以靠GPS进行自主作业。全部植保类产品已经通过了国家的3C认证,部分产品已获得农机推广鉴定证书,进入农机补贴目录。
     
      未来我们主要依靠核心技术,开发更多农业机器人产品,与现有产品整合,形成系统性的农业机器人化生产整体解决方案,可以实现从移栽、嫁接、喷湿、巡检、采收、分选到运输等环节都可以通过机器人去完成,这代表着农业机器人的发展和应用方向。
     
      总结:1.农业劳动力短缺和作物的规模化标准化生产是农业机器人产业发展的内生动力;2.农业机器人技术具有复杂性和多样性特点,关键技术仍待突破;3.农业机器人产业仍处在发展初期,但发展迅速,将成为继工业机器人和服务机器人之后的另一大热点;4.我国农业机器人技术与国外差距不大,但产业化发展滞后。
    只要你关注机器人,你就无法错过睿慕课
    声明:凡资讯来源注明为其他媒体来源的信息,均为转载自其他媒体,并不代表本网站赞同其观点,也不代表本网站对其真实性负责。您若对该文章内容有任何疑问或质疑,请立即与中国机器人网(www.zgjqrw.com)联系,本网站将迅速给您回应并做处理。
    电话:021-39553798-8007
    [打印文本] [ ]
    
    全部评论(0
    TOP Bookmark