农村创业生产设备机器人

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据韩威介绍,针对农业领域规模化生产者的不同痛点,中科原动力推出了三类智能产品:一类是虚拟机手系统,解决客户有拖拉机但找不到好拖拉机手的困难,该产品可后装于普通农机,使普通拖拉机具备全昼夜无人化的精准作业能力;第二类是智牛无人农机整机系列,满足用户对智能拖拉机的新增需求,该产品去掉了传统的驾驶舱,依靠360度全覆盖的传感器群和农田环境感知算法,可实现全昼夜无人化耕种管收作业;第三类是智农农业机器人系列,包括农田精准打药机器人、农田智能除草机器人、运输机器人,主要针对农场劳动力匮乏的痛点,实现机器代人,三类产品组合起来形成完整的机器人农场耕种管收运解决方案。

事实上,当最前沿的技术遇上最古老的产业,想要让机器人走进田间地头并非易事,韩威向记者介绍称,在创业初期首先遇到的困难是人才的匮乏,做农业机器人需要既懂自动驾驶又非常熟悉农业的复合型人才,而此前,市场这样的人才储备几乎没有。其次,农业生产地域特色鲜明,不同地区差异很大,加之农业机器人工作的环境复杂多变,这使得产品的非标性强,研发面临的技术挑战很大。此外,农作物的种植采摘需要遵循自然规律,窗口期很短,多数农作物只能一年种一季,今年算法的验证可能要等明年,实验周期长,这些因素都对农业机器人的研发、落地提出了挑战。

农村创业生产设备机器人

据韩威介绍,目前在产业界,农业机器人领域的创新创业主要有三股力量:一类是传统农机主机厂,他们在机械制造具备优势,但在智能化研发方面相对薄弱;一类是传统L2级农机辅助驾驶公司,这类公司在从L2辅助驾驶向L4无人驾驶进阶过程中,其面临的技术与组织升级的挑战也显而易见;还有一类是是掌握新技术的自动驾驶团队、机器人公司等,这类企业对于智能化产品的快速研发能力较强,但需要对农业有深刻的认知与理解。

从病虫害探测、土壤墒情监测智能系统,再到耕、种、管、收等智能机器人,近几年来,越来越多具有自主知识产权的新技术、智能产品开始出现在农业场景中。2019年,孵化于中国科学院微电子所的中科原动力成立,创始人韩威博士希望用人工智能和自动驾驶技术,为农业发展提供全昼夜、自动化、具备精准作业能力的机器人。

随着“中国制造2025”的实施,国家已经全面推行制造强国战略,而农机装备作为其中一个重要领域,发展高端农用机器人装备是当前及以后相当长一段时间的一项重要任务。农用机器人如今也得到国家和政府重视与支持大学生创新创业互联网 大赛,市场需求逐步释放。

二、随着机器人技术的进步,将从以定型物、无机物为作业对象的工业机器人向更高层次的以动、植物之类复杂作业对象为工作目标的农用机器人发展,农用机器人或机器人化的农业机械的应用领域也将逐步扩大。用于野外作业的农用机器人可以在平整土地、定点灌溉、施肥和喷洒农药方面发挥作用。用于大田作业的机器人可以运用激光技术平整土地,在地畦边上安装信号机,履带机器人接受激光后便自动调节高低进行土地平整。用激光控制的机器人,可以选择最佳运行路线,喷洒农药和化肥,使生产成本减少。

近年来,随着社会经济的高速发展,现代化与智能化广泛应用在农业工程技术上,其中包括智能制造技术、智能化控制技术、精密播种技术等方面。在当今经济技术高速发展的时代,在工业4.0的发展驱使下,在智能制造、智能控制产业的召唤下,智能农业、智慧农业逐步成为当今社会农业工程发展的主要目标。为了提高农村劳动生产率问题,解放劳动生产力,农用机器人是解决此类问题的关键,发展智能化农机是当前的大势所趋。

农业机器人能完成播种、种植、耕作、采摘、收割、除草、分选以及包装等工作,应用于无人驾驶拖拉机、无人机、物料管理、播种和森林管理、土壤管理、牧业管理和动物管理等。万能机器人会出现在农田里。它不但能播种、除草、中耕,而且能施肥和收获。万能机器人还可以采用整体收割法,沿耕作地来回走一次就可把庄稼收割完,装到集装箱内运走。脱粒可以借助超声波来完成,也可以用微波进行干燥。万能机器人能根据土壤的温度、气温、风力来完成种地、锄草、浇灌、施肥、收割、脱粒、吹干、运走等工作。几乎所有的农业工作都能由万能机器人自动进行。它不但能减轻人的劳动强度,而且能提高产量,便于收获。未来农业机器人向多功能、高效率、复式联合作业、控制智能化、操作自动化发展、注重节约资源、保护环境等方向发展。

一、将来农用机器人会广泛采用现代设计、绿色制造、人机工程、智能技术,产品越来越多的应用了信息化、智能化和自动化等高新技术,在实现了精准化、智能化和高效率;性能方面,也由单一的机具技术发展到机电液一体化、专业化程度高的复式机械,并且操作更简单,控制更准确。未来的农用机器人,将不再是拖拉机那样又笨又重的外形,而应该是成队作业的轻型自动机器人。“无人农场”概念也会大量兴起,无人机也会大量跟进。在“智慧农业”的发展当中,农用机器人的应用正愈发广泛,发挥其关键角色作用,以完成执行自动化、智能化的艰巨任务。

随着科学技术的发展,机器人的发展越来越受到各个国家的重视,尤其是农业机器人的发展和应用,因为发展农业是发展民生之本,在各行各业逐渐走向现代化的同时,农业领域的现代化和科技化越来越受到广泛的重视,国家致力于发展农业科技,将其应用于农产品生产等各个领域,推动农业趋向现代化以及科技化发展。伴随着电子技术和计算机技术的发展,智能机器人已经在很多领域得到了广泛的应用,2014年我国农用机器人市场规模为0.91亿元,2020年我国农用机器人市场规模增长至6.05亿元,预计2022年中国农用机器人市场规模将达到11.46亿元。

农用机器人是一种以农业产品为具体操作对象的,拥有具体的感知以及活动功能,能够重复编程和应用的自动化或者半自动化的设备,能够降低人工操作的强度,解决劳动力紧缺的问题,能够提升劳动效率和工作质量。因此国内外很多国家都十分注重农用机器人的研究开发和应用,尽管因为农业生产的技术特性和经济特性,农业机器人的适用并没有常规化,但是已经取得了十分可观的应用实效。在实际应用过程中,主要存在以下几个应用领域:

农用机器人作为农业领域的高新科技,拥有出色的感知能力和决策能力,能够实现一些基础的判断和活动,并且能够通过结合客观的环境以及机器自身的运作情况定量并保质完成程序中设定的工作。当前农用机器人的工作实现方式主要有两种,一种是利用当前现有的机器人完成具体的农业生产活动,另外一种是研究出专门的机电系统来实现具体的农业生产活动,这两种模式下的机器人有特定的功能,只能适用于具体的环境,应用范围受限,对于系统的发展以及改进而言是不利的,并且一些自然因素导致机器人的使用频率不高,也导致生产成本的增加。针对这一问题,世界各国纷纷开始着手研究能够开放应用于各中环境的农业机器人。

农用机器人是一种以农产品为操作对象、兼有人类部分信息感知和四肢行动功能、可重复编程的柔性自动化或半自动化设备。它能减轻劳动强度,解决劳动力不足,提高劳动生产率和作业质量,防止农药、化肥等对人体的伤害。

岚江科技无论是管理团队,还是研发团队,都在农业生产的一线,这也是公司能够在短时间内取得现有成就的原因。“我成立公司以来最大的成就是组建了现在的团队,有一帮志同道合的人,能够与我一起,为中国的农业现代化贡献一份力量。”张洪菠表示。

据介绍, 岚江科技现有员工九十余人,其中研发人员的人数接近一半,涵盖机械设计、嵌入式开发、视觉算法、软件等多学科领域。 而这些原本应该在舒适的办公室工作的高端人才,现在也每天在田里与各种农作物打交道。

为了深入第一线, 张洪菠常年带着团队到各地农田考察, 从广西的沃柑园到新疆的棉田;从江苏的两个自有农场,到泰国的榴莲种植园,每年近一半的时间他都处在农田中,与当地农民沟通各种问题,小到他们眼中的植保机器人每秒的前进速度和喷药效率,大到田间管理中各项的难题。

机器人往往带有“够酷、够炫”的标签,但农业机器人不同,它反浮夸,反奢华,反高高在上。就国内现有的农业场景及趋向老龄化的农民群体而言,它需要 将所有科技以最接地气的方式融入到每一个功能模块当中, 做到 “最懂农民” ,最切实高效地解决田间地头散落的每一个痛点。

经过一年多的打磨,岚江科技完成了产品样车的设计定型,近期其计划将产品发往新疆开展实地功能测试,并于今年年底完成智能化模块的最终定型。

早在岚江科技成立之初,团队就开始着手研发针对棉田的田间管理机器人。这款无人作业机器人采用岚江自研的 视觉导航、双目识别技术、AI 算法、精确控制技术 ,可实现 精准除草、精准打顶、病虫害实时监测 等功能,将棉花田间管理的所有工作都通过这台田间管理机器人自主完成,极大地节约了人工成本。

第四,新疆棉田的整体机械化率较高, 耕地机械化率99%,播种机械化率99%,机采棉率达到85%,这种高机械化水平的大环境为后续创新农业机器人的布局提供了良好的先决条件和开拓沃土。

例如, 针对高端葡萄的种植特性,岚江科技通过重构风送雾化系统研发出国内唯一一款专门的果园智能农机。 该产品采用超细口径喷头,雾化颗粒度可达50微米,单箱药支持作业13.5亩,喷洒时长比第一代果园植保机器人提高45%,打药效果更加精准细腻,可从根本上避免药斑的形成,保障产品的品相和售价。

张洪菠补充道,现阶段岚江的目标是解决苹果、柑橘、桃、梨树、葡萄、荔枝、火龙果等树形果品的打药和除草问题, “产品设计分两步走,先实现无人化,再实现智能化” ,先解决果农最迫切的节约人工成本的需求,下一步通过红外识别、视觉识别、静电喷雾等技术,实现智能喷洒和精准喷洒,大幅度降低农药的使用量,进一步降低果农的管理成本。

这使得岚江科技的产品迅速受到了市场认可,截至目前,其果园植保机器人已经在广西、江苏、山东、湖北、浙江等十几个省份和重点区县售出,短短几个月时间销量达数十台。同时,公司于2022年底开始拓展海外业务,已获得美国、法国、印尼、泰国等国家的订单,除此之外其还正与摩尔多瓦、土耳其、智利、西班牙等二十多个国家洽谈经销协议。

“做农业一定要脚踏实地,一款产品的研发必须从农民的真实需求入手,让大多数老百姓用得起、用得好” 这是岚江科技产品设计的初衷: 一切以市场为导向,不搞那么多虚头巴脑的东西,“易用、耐用、实用” 也是岚江科技产品的设计理念。

与海外同类型产品相比,张洪菠表示, 岚江的果园植保机器人通用性更强,而且更适合中国的果园。 “国外的一些代表产品的科技含量很高,但没有考虑到市场化应用的需要,不接地气,而且也不符合中国的真实国情需求。”

· 智能化启停,确保作业安全。 该产品配备多重安全防护措施,通过电子围栏设定作业区,越限可自动停车;同时利用超声波雷达探测,实现3米精准感知,1.5米智能驻车。

· 高性能喷头,植保无死角。 产品配备了岚江自主研发的专利风送雾化系统,包含12组双口径喷头,可360度自由调节,180度扇形覆盖,做到打药无死角;高性能喷头的有效喷幅可达15米,雾化效果好,穿透性强。

· 可实现无人驾驶作业。 该产品可通过手机或遥控器远程作业,实现RTK厘米级定位,规划作业路径后实现全无人化作业,大大减少人工成本。

在明晰初步的商业逻辑后,岚江科技迅速着手研发,并在2022年5月正式推出了第一代果园植保机器人。这款产品集合北斗导航、信息化等先进技术,核心优势包括:

同时,根据最新数据,中国的果园规模达1.9亿亩,是世界第一水果种植大国。全球果园面积高达10亿亩,是一个超千亿元的待开发市场。

且诸如小麦、水稻等大田作物的植保已经可以由无人机完成, 但在果园场景中,植保无人机的飞防作业效果差、效率一般、成本高,因此目前的果园植保主要以人工喷洒和机械式打药机等传统方式为主。 除了请工难、用工贵,作业效率低、药液浪费严重、作业一致性差、近距离作业有害人体健康等问题依然无法得到有效解决, 在果园植保方面对高效、无人、智能化产品的需求非常迫切。

由于人工成本的逐年上涨,传统的果园即将完全被淘汰,未来矮化密植、标准化行距株距的种植基地将成为主流, 这为田间管理机器的使用创造了良好的基础条件。

经过进一步深入调研,岚江团队发现,与小麦、水稻等粮食作物相比, 果园的田间管理农艺更复杂,目前基本靠人工进行作业, 用工难、用工贵的问题更加显著。 而且果园的产品附加值高,经济性较好,消费者购买力更强。

看中这个细分市场空缺,张洪菠决定通过 北斗导航、视觉识别、光谱分析、AI算法、智能机械臂 等先进技术与农业生产过程中的农艺相融合,研发数字化、智能化的农业机器人,代替人工进行无人化、精细化、节约化作业,并毅然决定出来创业,由此创立了岚江科技。

张洪菠一直工作在销售一线,长期与农户打交道。在此过程中,他发现农民最大的痛点是: 田间管理环节几乎全部依靠人工劳作,没有可用的机器。 这就造成了行业内存在人工成本高,工作环境差,身体危害性强的问题,与此同时,还限制了农民管理土地的幅度。 “研发一款田间管理机械,代替人工作业,补上耕种管收中’管’这块短板,实现农作物的全程机械化作业。” 这样的一种想法逐渐在张洪菠头脑中成型。

2016年,张洪菠参与了一项卫星遥感技术在农业领域应用的项目,通过北斗卫星监测农作物分布和长势。在该过程中他发现, 相比通信领域,农业领域在信息化方面的应用处于起步阶段福州农村摆摊创业政策,这是中国整个信息化领域的最后一块“洼地”。

2022年,岚江科技实现销售额数百万,在国内十几个省份形成了规模化销售,远销东南亚与欧洲地区。同时,其获得了包括发明专利在内的近20项知识产权,两项产品通过软件产品认证。

在岚江科技创始人张洪菠看来, 中国农业实现破局的关键要素之一是选择宜化机、标准化的农业场景,通过农业机器人,实现精准化、智能化、少人化的田间管理。 “目前,我们已经在美丽乡村建设尤其是基础设施的完善方面取得了很大进展。但要吸引农村年轻人回流,还需要通过科技赋能来大幅降低劳动强度、改善农业劳作环境。”

针对这个问题,国家于2021年起开始全面推进乡村振兴计划,五年内预计投资7万亿,以期到2035年取得决定性进展——基本实现农业农村现代化。

在这种背景下,土地流转与托管已经是大势所趋,大田种植将成为未来主要的种植模式。该种模式之下,如何在实现更少的人种更多的地的同时保证粮食产量,是行业亟需解决的首要问题。

随着城镇化率不断提高,我国出现了越来越多的“空心村”月薪500的小生意怎么样,农村面临劳动人口老龄化(平均年岭高达55岁)、适龄劳动力短缺的危机。

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