技術(shù)
導(dǎo)讀:為了應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力短缺問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各類(lèi)果蔬采摘機(jī)器,不僅能完好無(wú)損地采摘果實(shí),還會(huì)按成熟度分類(lèi),工作能力不遜色于人工。
金秋時(shí)節(jié),本是收獲的季節(jié),但是英國(guó)、澳大利亞等地的果農(nóng)卻愁容滿面。
眼看著日漸成熟的瓜果就要爛在地里,卻還招不到采摘工人。缺人,成為果農(nóng)們眼下急需解決的問(wèn)題。
雖然大型聯(lián)合收割機(jī)早已普及,但是針對(duì)部分小型異形產(chǎn)區(qū)、需要保護(hù)植株或果實(shí),精細(xì)化采摘的品種,還是需要人工操作。
為了應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力短缺問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各類(lèi)果蔬采摘機(jī)器,不僅能完好無(wú)損地采摘果實(shí),還會(huì)按成熟度分類(lèi),工作能力不遜色于人工。
英澳果園招工難,數(shù)百萬(wàn)噸果實(shí)無(wú)人采
往年,英國(guó)的果蔬采摘,主要靠來(lái)自東歐的季節(jié)性工人完成,大約有 7 萬(wàn)至 8 萬(wàn)人的穩(wěn)定規(guī)模。
而今年,英國(guó)受脫歐影響,國(guó)外工人自由流動(dòng)性受到限制,加之新冠疫情的雪上加霜,東歐的勞動(dòng)力來(lái)源幾乎徹底被切斷。
英國(guó)本地的工人,不愿意做這些辛苦又枯燥的工作,也無(wú)法保證完整的工期,因此,造成了如今用工荒的局面。
即使農(nóng)場(chǎng)開(kāi)出 500 英鎊/周(約人民幣 4300 元/周)的薪資,依然鮮有人問(wèn)津。
如此一來(lái),英國(guó)各農(nóng)場(chǎng)數(shù)百萬(wàn)噸的農(nóng)產(chǎn)品,可能會(huì)因無(wú)人采摘而在田間腐爛。
于是,從今年 5 月開(kāi)始,英國(guó)舉國(guó)上下都在發(fā)動(dòng)人們?nèi)ス麍@摘果子。
英國(guó)政府呼吁大家?guī)椭鷩?guó)家收獲果實(shí)
英國(guó)政府聯(lián)合業(yè)界各機(jī)構(gòu),發(fā)起了名為「為英國(guó)采摘」(Pick for Britain)的宣傳活動(dòng),招募更多采摘工人。
甚至,查爾斯王子也在 Twitter 發(fā)視頻,在線呼吁學(xué)生和減薪休假的工人們,參加這項(xiàng)運(yùn)動(dòng),他表示:「只有動(dòng)員更多人去采摘,才能讓英國(guó)享受到今年豐收的果實(shí)。」
在南半球的澳大利亞,也有著同樣的遭遇。
往年,大量的水果采摘工都是來(lái)自國(guó)外的背包客,半工半游。但今年疫情影響下,背包客數(shù)量比往年少了 60% 以上。
部分農(nóng)場(chǎng)甚至給出 3800 美元/周(約人民幣 25800 元/周)的高薪來(lái)招聘,這個(gè)薪資水平,已經(jīng)超過(guò)澳大利亞全職員工平均收入的 3 倍(根據(jù)近年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),澳大利亞平均收入在人民幣 7760 元/周左右),即使收入如此可觀,澳大利亞本地的年輕人依然沒(méi)人愿意去。
澳大利亞 Pinata Farms 農(nóng)場(chǎng)董事 Gavin Scurr為高薪也難招到工人感到無(wú)奈
無(wú)奈之下,一些果農(nóng)忍痛毀掉了部分水果。這不僅僅給果農(nóng)造成了巨大損失,更重要的是,市場(chǎng)上的水果無(wú)法及時(shí)供應(yīng),價(jià)格勢(shì)必會(huì)相應(yīng)上漲。
人工不夠,機(jī)器來(lái)湊
實(shí)際上,暫且拋開(kāi)疫情影響不說(shuō),勞動(dòng)力短缺早已是多個(gè)國(guó)家近年來(lái)所面臨的問(wèn)題,尤其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的工作。
為填補(bǔ)勞動(dòng)力的空缺,業(yè)界也在積極研發(fā)各類(lèi)農(nóng)業(yè)機(jī)器人,覆蓋種植、施肥、噴藥以及采摘等多個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
在去年 5 月,世界上第一個(gè)覆盆子(俗稱(chēng)樹(shù)莓)采摘機(jī)器人 Robocrop,就已經(jīng)開(kāi)始下地「實(shí)習(xí)」。
Robocrop 由英國(guó)普利茅斯大學(xué)機(jī)器人專(zhuān)家馬丁·斯托倫(Martin Stoelen)博士,與英國(guó)漿果種植商 Hall Hunter 合作研發(fā)。它身高 1.8 米,共四個(gè)爪子,可以同時(shí)進(jìn)行采摘工作。
在傳感器和 3D 攝像機(jī)的引導(dǎo)下,Robocrop 的爪子能夠找到水果,然后利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)辨識(shí)已成熟的水果,并將爪子張開(kāi)對(duì)準(zhǔn)水果,進(jìn)行摘取。
覆盆子果實(shí)柔軟,極易破損,因此機(jī)器手臂專(zhuān)門(mén)配有特制夾墊與壓力傳感器
據(jù)介紹,Robocrop 可連續(xù)無(wú)休地采摘 20 個(gè)小時(shí),每天最多可以采摘 2.5 萬(wàn)個(gè)覆盆子,而八小時(shí)輪班制的工人,每天一共可采摘 1.5 萬(wàn)個(gè)。
所以,雖然機(jī)器人采摘速度暫時(shí)還比不上人工,但不知疲倦的它工作時(shí)間長(zhǎng)啊。
開(kāi)發(fā)人員表示,在 Robocrop 全速運(yùn)行時(shí),只需不到十秒的時(shí)間,就能將一個(gè)果實(shí)完整地采摘下來(lái),然后放入托盤(pán)中,還會(huì)根據(jù)成熟度對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。
據(jù)介紹,目前每臺(tái)機(jī)器人的造價(jià)大約為 70 萬(wàn)英鎊(約合人民幣 605 萬(wàn)元),雖然造價(jià)昂貴,但是以租賃的方式,果農(nóng)產(chǎn)生的費(fèi)用實(shí)際上要比雇傭工人的成本低。
隨著技術(shù)的不斷迭代,覆盆子采摘機(jī)器人的采摘速度也在不斷加快,明年有望加速到 2.5 秒/個(gè)。
這項(xiàng)成功試驗(yàn),讓團(tuán)隊(duì)信心大增,政府和業(yè)界也給予了大力資助。團(tuán)隊(duì)又接著和上海交通大學(xué)合作,基于覆盆子采摘機(jī)器人的原型,分別研發(fā)了花菜和西紅柿采摘機(jī)器人。
據(jù)介紹,花菜采摘機(jī)器有一個(gè)抓手和一個(gè)切刀,可以整齊地把花菜切下來(lái)。
馬丁·斯托倫博士正在田間進(jìn)行試驗(yàn)
不過(guò),花菜采摘機(jī)器人還面臨著一些挑戰(zhàn)。由于花菜的葉子為了保護(hù)花菜被太陽(yáng)過(guò)度照射,會(huì)覆蓋在花菜上面,這些葉子給機(jī)器人辨識(shí)花菜的成熟度帶來(lái)了不小的困難。團(tuán)隊(duì)目前正在尋找解決方案,計(jì)劃爭(zhēng)取明年進(jìn)行花菜采摘機(jī)器人的實(shí)地測(cè)試。
農(nóng)業(yè)采摘,能全權(quán)托付給機(jī)器人嗎?
事實(shí)上,隨著人口紅利的消失,國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也同樣面臨勞動(dòng)力短缺的情況。各地的種植戶也常會(huì)放棄采摘、讓果實(shí)爛在地里。
據(jù)調(diào)查,果蔬采摘作業(yè)所用勞動(dòng)力,占整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程所用勞動(dòng)力的 33%~50%,因此,研究果蔬采摘機(jī)器人對(duì)緩解農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏、節(jié)省人工成本、提高果蔬采摘效率有著重要的意義。
據(jù)國(guó)內(nèi)一位采摘機(jī)器人開(kāi)發(fā)者介紹,得益于計(jì)算機(jī)視覺(jué)等 AI 技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人采摘準(zhǔn)確率甚至比人工還高。此外,機(jī)器人工作時(shí)間長(zhǎng),更能保證時(shí)效性。所以,農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人在未來(lái),有著巨大潛力和市場(chǎng)需求。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的采摘機(jī)器人,正在采摘番石榴
不過(guò),目前國(guó)內(nèi)外果蔬采摘機(jī)器人仍處于研究階段,尚未進(jìn)入大規(guī)模商用階段,尤其是國(guó)內(nèi)這方面起步較晚,發(fā)展和應(yīng)用都還在加速追趕階段。
未來(lái),還需進(jìn)一步提高果蔬采摘機(jī)器人的生產(chǎn)效率、精度,同時(shí)降低制造成本,得到廣大果農(nóng)的接受與認(rèn)可。
假以時(shí)日「面朝黃土背朝天」的傳統(tǒng)農(nóng)耕方式,也將成為過(guò)去,我們也能夠「坐享其成」。