德国农业机器人Phoenix:可播种、栽培、护理和施肥

2 个月前 智能机器人 104


它的名字叫“凤凰”,它有潜力彻底改变农业——霍恩海姆大学研发的这款高科技农业机器人,能够利用人工智能自主耕作田间。

乍一看,它似乎并不起眼,但“凤凰”农业机器人可以自主耕种田地、照料果园,甚至还能完成更多任务,因为它内部搭载了先进的电子技术与人工智能。霍恩海姆大学植物生产过程工程系主任 Hans W. Griepentrog 和他的研究团队,将 Phoenix 研发成一种数字化农业工具,旨在为行业树立新标准。其潜力显然也得到了柏林方面的认可。

2022年,这款机器人在联邦政府数字峰会上亮相,并受到德国总理奥拉夫·朔尔茨的亲自关注。会上,Griepentrog 表达了他的核心观点:“我们希望展现,农业科学在数字化领域正取得特别创新的进展。” 其目标是促进未来农业与环境保护、物种保护之间的协调。

机器人能够区分杂草与农作物

在霍恩海姆大学的试验田里,这款机器人已被训练以大幅减少化肥和农药的使用。Griepentrog 解释道:“得益于智能传感器技术,它可以精准区分栽培作物和杂草。” 机器人配备摄像头和激光传感器来记录植物,并借助人工智能算法实时分析数据。

其核心技术之一是机械除草。用于除草的工具安装在机器后部。此外,霍恩海姆大学的研究团队还开发了一款应用程序,使 Phoenix 具备白菜种植和养护能力。Griepentrog 说道:“这样的技术在过去是前所未有的。”

与传统方式不同,这款机器人不是用刀片大面积翻耕土壤,而是每隔 60 厘米精准打开刀片,让一颗幼苗通过有机玻璃管准确落入开口处的土壤中。这意味着只有在必要时才会进行土壤干预,从而降低设备的牵引力需求,减少能源消耗。

无土壤压实、无气候相关污染

Phoenix 还能自主播种单粒作物,这也是一项突破性创新。Griepentrog 和团队自主研发了传感器、工具及精准的导航系统,至少在基础版本中如此。

这款小型农业机器人重 420 公斤,相较于传统的大型拖拉机,其行驶速度较慢,但作业精度更高。Griepentrog 解释道:“这减少了劳动力成本,提高了自动化水平,同时避免了大型机械对土壤造成的压实问题。”

另一个优势是环保性:“我们不会产生任何气候相关的污染物。” Phoenix 采用电动橡胶履带驱动,农民可以通过光伏发电或利用沼气转换电能,为机器人提供能源。

这款全能机器人还能自动修剪果树

如果配备合适的工具,Phoenix 还能修剪果树。它能够利用人工智能分析果园状况,判断哪些树木需要修剪,并自动操作锯子完成作业。然而,研究团队的目标远不止于此。

除了进一步优化杂草识别技术外,Phoenix 未来还将学习“根下施肥”技术,特别适用于长期干旱后干燥的土壤。该技术旨在将养分直接输送至土壤深处,而非仅撒在土壤表层,从而提高肥料利用率。Griepentrog 表示:“这是一项完全革命性的技术。” 通过使用不含合成化学物质的矿物肥料,这款机器人或将推动农业迈向有机与传统农业结合的“中间道路”。

目前,多个研究项目正在探索 Phoenix 的不同应用场景。联邦研究部为“无化学合成植物保护的农业 4.0” 研究项目提供了 4.5 年的资金支持,总额达 530 万欧元,其中 450 万欧元拨给霍恩海姆大学。该校负责协调此项目,并参与 20 个专业领域的 16 个子项目。此外,白菜的可持续种植研究属于“可持续小规模农业的数字价值链”联合项目的一部分,霍恩海姆大学已从联邦食品和农业部获得 200 万欧元的资助。


(图片来源:德国 Hochenheim 大学)

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