最近,美國西部種植者協會的一份報告顯示,由于持續的勞動力挑戰、成本上升、未來需求、氣候變化影響和可持續性等因素,農業對機器人的需求不容小覷。隨著近年來勞動力成本的急劇增加,自動化設備技術的改進以及成本的降低,Better Food Ventures 樂觀地認為,在不久的將來會看到越來越多成功的農作物公司。

與傳統自動執行一系列復雜動作的農業機械不同的是,農作物機器人擁有新的技術,更精確、更自主、更靈活,它能夠利用精準導航、視覺和其他傳感器系統、連接和互操作性協議、深度學習和人工智能等新技術來應對當前和未來的挑戰。

近期,Better Food Ventures建立了2022年農作物機器人景觀,其中包括近250家向其他公司提供商業機器人系統的公司。這些作物機器人既包含地面系統,也包含空中系統,既有專注于室內生產的,也有專注于室外生產的。它們專注于不同的領域,如果按作物生產系統分類,這250家公司的機器人系統可被劃分為寬畝行作物機器人,大田種植機器人,果園和葡萄園以及室內種植機器人。按機器人功能領域劃分,這些機器人系統可被劃分為自主運動、作物管理和作物收割。

圖片來源：AgFunder

農作物機器人具有復雜的自動轉向系統,具備岬角轉彎能力和自主導航系統。其設備包括小型拖拉機--像人一樣大小的自動拖拉機和運輸車,大型自動牽引車和運輸車以及專為室內農場設計的小型自主載體。

農作物機器人包括以下幾種作物管理功能,其一,室內偵察能力。其二,準備和種植,能夠自主進行場地準備和種植。其三,無人機應用,能夠進行空中無人機噴灑。其四,室內無人機保護,空中無人機對室內作物進行保護。其五,室內應用,自主或視覺引導應用,包括基于視覺的精確控制系統。其六,除草和修剪,自主或視覺引導的除草和修剪,包括基于視覺的精確控制系統。其七,室內除虱,室內自動葡萄作物除虱機器人。

農作物機器人能夠自主或精確進行收割。

產品多樣性是農作物機器人景觀最大的亮點,雖然自動轉向功能已廣泛使用多年,但更先進的自主導航技術和全自動拖拉機以及更小的多功能動力平臺才剛剛進入市場。在作物管理機器人中,有自行式、拖氏和附加式工具的混合。農作物機器人能夠精準完成作物護理任務,如現場噴灑和除草。像采摘草莓、新鮮番茄和果園水果這樣高價值、高勞動力的任務是許多農作物機器人收獲計劃的重點。雖然農作物機器人有很多開發活動,但成功走向商業化的卻很少。

從歷史上看,許多農作物機器人公司都未能成功,而是在“死亡之谷”中消失。只有少數達到了“商業化”。英國政府最近發布的一份關于園藝自動化報告顯示,在600多家農作物公司里,其中90%處于“研究”和“系統開發”階段。

農作物機器人在達到商業規模方面失敗率高,原因眾多。其面臨的挑戰包括機器設計、機器制造、機器可靠性、機器操作。

但是,Better Food Ventures認為,農作物機器人技術在過去的十年里取得了取得了長足的進步。核心計算技術、計算機視覺系統的可訪問性和性能、深度學習能力,甚至自動化移動系統的大規模改進在過去十年都取得了長足的進步。

除了技術的進步以外,與十年前相比,農作物機器人領域擁有了更多經驗豐富的人才。這些人才為農作物機器人領域帶來了整個機器人領域的一系列經驗。此外,大多數取得成功的團隊還同時雇傭了機器人專家和農業專家,既擁有開發解決方案的技術實力,也了解農業市場和農業環境。

隨著近年來勞動力成本的急劇增加,農作物機器人技術的進步,成本效益分析越來越傾向于自動化。假設自動收割機的成本每年下降6%,勞動力成本每年增加8%。假設在五年前的2018年,種植者購買作物收割機的成本為一百萬美元,假設機器可以完成與3名每小時12美元工資的工人相同的收割工作,加上15%的稅收和福利,每個工人每年花費公司27600美元。在此基礎上,購買設備替代工人是否值得？答案是否定的,投資回收期為12年。

但是在2023年,同一臺作物收割機只需花費該公司734000美元,而員工工資每小時卻超過17美元,投資回收周期縮短到6年。農作物機器人解決方案的深度和廣度正在擴大,盡管一些大型農場已經高度自動化,甚至大規模采用了機器人自動轉向系統,但農作物機器人的解決方案正在多樣化。

在世界各地,越來越多的農場開始使用自動化機器,不僅投資回收時間在縮短,還能應對勞動力缺失的挑戰,選擇自動化機器能夠有助于公司抵御來自未來的威脅。

與前幾年相比,越來越多的投資者開始關注到這一領域,并在隨后的幾輪投資中投入了更多,以高估值進行投資。John Deere (Blue River, Bear Flag Robotics)和Case New Holland (Raven Industries)已經表示愿意收購農作物機器人公司,以補充他們正在進行的內部研發工作。雅馬哈(Yamaha)和豐田(Toyota)也通過其風險基金表現出了在該領域合作和投資的意愿。問題還有待觀察其他現有的設備制造商是否愿意投資于將機器人解決方案推向市場所需的技術和人才的組合,仍有待觀察。

農業自動化程度提高是顯而易見的,只要農作物機器人在商業農場運營中表現良好,成本合理,正如Better Food Ventures在研究農作物機器人景觀所觀察到的一樣,有相當多的公司致力于開發農作物機器人解決方案,并且比過去的項目更具商業重點。

雖然目前農作物機器人公司想農作物機器人商業化仍然為時尚早,但是與以往相比,農作物機器人有更多樂觀的空間,也取得了更多切實的進展。許多初創公司未能跨越的農作物機器人“死亡之谷”似乎正在變得不那么普遍,這在很大程度上是由于技術進步的驚人速度。雖然農作物生產中的機器人革命可能還需要一段時間,但我們看到了有希望的演變,預計在不久的將來會看到更多成功的農作物機器人公司。