王淼
說到機器人,很多人首先會想到工業機器人。這是因為工業機器人如今被廣泛使用,相關技術也越來越成熟。不過,關心農業的朋友們肯定已經注意到,機器人在農業領域內同樣大有作為。農業機器人能夠做復雜的工作,完成多種任務,大幅度提高農業生產率。
它們比工業機器人更復雜
農業機器人的工作對象不是金屬等沒有生命的東西,而是有生命的生物。因此,工程師在設計農業機器人之前,要反復思量很多復雜的問題。
例如,工程師分析了在豬舍中工作的飼養員的日常業務,包括喂豬、檢查豬的身體狀況、根據溫度與濕度的變化調節室內環境、給豬舍消毒等,然后思考應當用什么樣的機器人干豬舍里的工作、機器人以什么方式在豬群中行走、機器人怎樣辨認豬頭的位置、機器人怎樣判斷豬的移動方向、機器人抓豬崽時究竟抓哪兒好……對千百個類似問題思考透徹后,他們才能著手設計。
于是,農業機器人“馬爾1號”被研制出來。它可以朝任何方向自由旋轉,從而增大“手”的活動范圍。它的“手”由液壓傳動機構操縱,能舉起75千克的重物。它的記憶裝置中存儲有豬舍過道、入口、出口、生產場地等信息,體內的時鐘會按時發出開始工作的指令。然后,“馬爾1號”會走到工具存放處,取出需要的工具……
不知疲累的勞動者
除了因為接受技術服務(工程師檢修、輸入新的程序等)需要暫停工作,農業機器人可以日夜不停地干活。
仍以在豬舍中工作為例,農業機器人在工作時能監測周圍的環境,“感知”溫度、濕度,然后根據實際需要啟動或關閉通風設備、供熱裝置等。它接觸一下豬的身體,馬上就可以測出豬的體溫和豬的脂肪層厚度。它會把它“看到”的和“感到”的一切情況向管理者報告。
而且,農業機器人干活一絲不茍,能遵守嚴格的生產紀律,大大地提高了工作效率。
形形色色的農業機器人
擠奶機器人很有趣,有兩雙“手”,所有“手”可以同時工作。它在清洗、檢查奶牛乳房后,便開始擠奶,富有彈性的“手指”能模仿牛犢吃奶的動作,還有監測擠奶量的系統。如果有必要,它會對奶牛乳房進行按摩。
剪羊毛機器人有八只“手”,工作時,四只“手”握住羊尾巴,一只“手”按住羊頭,兩只“手”剪羊毛,一只“手”把羊毛送到運輸裝置上。它能鑒定羊毛的質量,如果認為羊毛太臟,會用帶吸塵裝置的刷子把它們弄干凈,然后才剪;還能一邊剪,一邊給羊毛分等級。
暖房機器人的“手臂”可長可短,是可以伸縮的。它站在暖房的過道里,就可以把“手”伸到植株前進行操作。在這里,一個機器人的工作量可以頂十幾名工人的工作總量。
田野機器人裝有輪子或履帶,還有許多“手”。所有“手”能工作,執行同一個程序。它能夠使用工具,也可以直接使用夾鉗式“手指”,會撒種、移栽秧苗、除草、培土等。
果園機器人的設計比較難。工程師還沒有完全設計好能在無人參與的情況下采摘水果的程序,果園機器人對待嬌氣的水果時就不能靈活應變。工程師打算讓這種機器人具備雙重視覺系統。協調裝置確定好采摘地點后,果園機器人會把操作臂伸過去,操作臂上裝有許多像象鼻那樣的“手”。操作臂上的定向系統不但能幫這些“手”尋找果實,而且能分辨果實的顏色、大小、成熟程度。果園機器人采摘下果實,會對它們進行分級,把它們放到運輸帶上。
…………
雖然人類的想象力已經夠豐富了,但是我們現在還不能充分預料這些“鐵農民”會給農業帶來多大變化。有一點是肯定的,它們將替代目前正使用的千百種農業機械,更加智能化地為人類造福,將人類從繁重的體力勞動中解脫出來。