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24小时耕作、自动驾驶拖拉机、无人多用途收割机…这些设备不再是科幻小说的想象,今日的农业已经开始拥抱各种创新科技。
在人们印象中农民辛苦挥汗播种、祈求风调雨顺五谷丰收的那些画面,其实从未精确反映农业科技;美国威斯康星州戴恩郡(Dane County, Wisconsin)的作物与土壤部门代表官员Heidi Johnson表示,农民其实是最具创意的“能工巧匠”。
Heidi Johnson
面对农耕设备的科技化议题,农人们通常都得自己解决;因为有块地的那位王老先生不太可能拥有一个IT部门。美国威斯康辛大学麦迪逊分校(Univ. of Wisconsin, Madison)副教授Brian Luck表示:“农民朋友们不只能自给自足,也擅长于在开发能贴近他们需求的东西上掌握先机。”他补充,其实现在看到的许多新兴农业科技,都是农民们自己的发想。
美国威斯康星州在不久前举行了一场“农业科技展(Farm Tech Days Show)”,现场不只能看到大型收割机、农业用直升机,参观者还能亲自尝试并与其他同业探讨最先进的农业科技,包括能连结至云端进行分析、改善农作物产量的传感器,以及能分担劳力的机器人。
无人机在今日的农业科技中也扮演了一个角色
你 可能不知道,无人机、机器人、分子科学、云端服务,以及气候变迁背后的大数据分析,已经是当代新农民每日闲话的议题。而Luck表示,农业领域的下一件大事,并非管理单一大农场,而是许多个小规模单位:“藉由透过GPS与地图科技的进展,我们的目标是管理个别区域内的农地灌溉辆、施肥量,并精细到每一株作物。”
农民需要能实时处理分析农场数据的方案
如此精确的农业耕作科技,能让农民们实时观察、量测作物的状况并作出回应,Luck指出:“资料是其中的关键。”
美国明尼苏达州农业合作社Land O’Lakes旗下的农业顾问子公司Winfield Solutions业务经理Larry Fiene接受EE Times美国版编辑访问时表示:“农民们会想要立即知道农作物何时‘不舒服’,以及原因所在;”他表示,农民最需要的高科技方案,包括能告诉他们土壤肥沃度的传感器,甚至精细到土壤颗粒中的化学/矿物质成分比重。
Larry Fiene
此外Larry指出,农民们也会想知道:“土壤营养成分传递到作物的流速;”因此农民需要实时性的数据,以及所需的传感器、诊断工具。
农业技术供应商John Deere的 Field Connect是一套能监测湿度并将数据传送上线,让农民实时做出是否需要灌溉的决定
去年底,美国国家食品及农业研究所(National Institute of Food and Agriculture,NIFA)总监Sonny Ramaswamy首度提出“农事联网(Internet of Ag Things)”这个名词,但它也并非全新概念,因为农民们已经在实践。Luck指出:“他们收集来自空气与土地的资料──藉由放飞无人机、在施肥与喷药 设备中布署作物传感器,以及把湿度传感器推入土壤。”
不过Luck也指出,农民们缺乏能满足需求、具成本效益的宽带连结技术;现在就算是在偏远地区,农民们也能连上因特网──例如透过卫星;但是其可取得性与联机成本对他们来说不太友善,因为农民们得处理越来越大量的数据流。
现 在农民们是会用SD卡或U盘,来储存在农场上收集到的数据,再带回家输入计算机、传送至服务机构让顾问或农作物专家进行分析;整套流程可能得花上几天。若农场设备终端节点具备足够运算能力,可以处理或编辑原始数据,再将其中最必要的部分直接传送至云端呢?这样的自动化程序将会是实时运作的,Luck指出: “我们正朝着这样的方向迈进。”
Spectrum Technologies 开发的可携式土壤湿度传感器
本文下一页:农场上只有忙碌机器人的身影
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高科技农场上的机器帮手
戴恩郡作物与土壤部门的Johnson表示,今日的农场规模越来越大,农民们有很大范围的耕地面积,因此他们也正在积极寻求:“能从各方面提升产量,以及因应农业劳动力短缺问题的解决方案。”
机器人正准备大举进军农耕领域,例如有一种能在玉米丛中窜来窜去的小型机器人,可以在夏季末开始播种,甚至在成熟的玉米收割之前;还有一种挤牛奶机器人也正 兴起,但价格仍非常昂贵;Johnson表示,比起真人挤牛奶的手法会因人而异:“乳牛们其实更喜欢机器人稳定、力道一致的‘手感’。”
Rowbot推出的小型农耕机器人,可以在玉米丛中跑来跑去播种
不需要操作员的自动转向拖拉机也已经问世,但威斯康辛大学麦迪逊分校的Luck表示:“当然,那总是会引发一些忧虑;例如若一台500匹马力、无人驾驶的机器突然失控,冲向农舍怎么办?”
但农民们其实已经开始尝试较小型的无人操作机器,也为24小时的农耕开启了大门;因为不需要人力,不必睡觉的机器能让农民坐享丰收之乐;而Luck认为,在无人驾驶车辆上路之前,应该可以先看到无人驾驶拖拉机在农场上工作。
这种超大型的收割机具备智慧传感器,能监测收割到的玉米或干草重量,并估算出产量与收割面积
当农业遇上科技
农民们通常会根据自己的经验法则来做决定,根据这个诀窍再加上农民们基本上具备的创新天性;农业为想尝试新工具、新算法与分析技术的科技业者提供了一个完美的试验场。
美国硅谷的农业与食品相关技术新创公司正夯,聚焦农业科技的研讨会快速增加;Cleantech Corp.的统计数据显示,农业与食品科技的投资额呈现大幅成长的趋势,在2014年相关领域投资金额达到11.4亿美元,投资案数量有176件。
让 创业者与各家企业对农业与食品领域兴趣浓厚的原因,还包括根据联合国统计,全球需要粮食的人口数到2050年将达到90亿;Luck表示:“这意味着我们 需要在未来40年内,将粮食生产量提高一倍。”虽然在理论上,新科技能让农耕“有种就有收获”,但仍有风险;Johnson表示:“天气是个问题;”农民们无法掌控老天爷的脾气。
为了收集更多精确的科学数据,像是Johnson 这样的官方部门研究员,需要农民们持续好几年采用相同的技术;但如果出了什么问题,农民们就不会再想要重复那些产量不佳的实验。“这通常都是强迫推销,”Johnson 表示:“因为农民们认为这是在浪费钱。”
正如Winfield的Fiene所言,农业有三成到四成的产量,是天气决定的;靠天吃饭或许仍是农民们难以摆脱的宿命,但藉由最新的农业科技,还是可以当个快乐的农夫!(请点选以下原文连结,看更多在FarmTech Days上展示的农业科技)
编译:Judith Cheng
本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载