行業(yè)資訊

最近,美國西部種植者協(xié)會的一份報告顯示,由于持續(xù)的勞動力挑戰(zhàn)、成本上升、未來需求、氣候變化影響和可持續(xù)性等因素,農(nóng)業(yè)對機(jī)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(shè)備技術(shù)的改進(jìn)以及成本的降低,Better Food Ventures 樂觀地認(rèn)為,在不久的將來會看到越來越多成功的農(nóng)作物公司。

與傳統(tǒng)自動執(zhí)行一系列復(fù)雜動作的農(nóng)業(yè)機(jī)械不同的是,農(nóng)作物機(jī)器人擁有新的技術(shù),更精確、更自主、更靈活,它能夠利用精準(zhǔn)導(dǎo)航、視覺和其他傳感器系統(tǒng)、連接和互操作性協(xié)議、深度學(xué)習(xí)和人工智能等新技術(shù)來應(yīng)對當(dāng)前和未來的挑戰(zhàn)。

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

圖片來源：AgFunder

農(nóng)作物機(jī)器人具有復(fù)雜的自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),具備岬角轉(zhuǎn)彎能力和自主導(dǎo)航系統(tǒng)。其設(shè)備包括小型拖拉機(jī)--像人一樣大小的自動拖拉機(jī)和運(yùn)輸車,大型自動牽引車和運(yùn)輸車以及專為室內(nèi)農(nóng)場設(shè)計的小型自主載體。

農(nóng)作物機(jī)器人包括以下幾種作物管理功能,其一,室內(nèi)偵察能力。其二,準(zhǔn)備和種植,能夠自主進(jìn)行場地準(zhǔn)備和種植。其三,無人機(jī)應(yīng)用,能夠進(jìn)行空中無人機(jī)噴灑。其四,室內(nèi)無人機(jī)保護(hù),空中無人機(jī)對室內(nèi)作物進(jìn)行保護(hù)。其五,室內(nèi)應(yīng)用,自主或視覺引導(dǎo)應(yīng)用,包括基于視覺的精確控制系統(tǒng)。其六,除草和修剪,自主或視覺引導(dǎo)的除草和修剪,包括基于視覺的精確控制系統(tǒng)。其七,室內(nèi)除虱,室內(nèi)自動葡萄作物除虱機(jī)器人。

農(nóng)作物機(jī)器人能夠自主或精確進(jìn)行收割。

產(chǎn)品多樣性是農(nóng)作物機(jī)器人景觀最大的亮點(diǎn),雖然自動轉(zhuǎn)向功能已廣泛使用多年,但更先進(jìn)的自主導(dǎo)航技術(shù)和全自動拖拉機(jī)以及更小的多功能動力平臺才剛剛進(jìn)入市場。在作物管理機(jī)器人中,有自行式、拖氏和附加式工具的混合。農(nóng)作物機(jī)器人能夠精準(zhǔn)完成作物護(hù)理任務(wù),如現(xiàn)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(wù)是許多農(nóng)作物機(jī)器人收獲計劃的重點(diǎn)。雖然農(nóng)作物機(jī)器人有很多開發(fā)活動,但成功走向商業(yè)化的卻很少。

從歷史上看,許多農(nóng)作物機(jī)器人公司都未能成功,而是在“死亡之谷”中消失。只有少數(shù)達(dá)到了“商業(yè)化”。英國政府最近發(fā)布的一份關(guān)于園藝自動化報告顯示,在600多家農(nóng)作物公司里,其中90%處于“研究”和“系統(tǒng)開發(fā)”階段。

農(nóng)作物機(jī)器人在達(dá)到商業(yè)規(guī)模方面失敗率高,原因眾多。其面臨的挑戰(zhàn)包括機(jī)器設(shè)計、機(jī)器制造、機(jī)器可靠性、機(jī)器操作。

但是,Better Food Ventures認(rèn)為,農(nóng)作物機(jī)器人技術(shù)在過去的十年里取得了取得了長足的進(jìn)步。核心計算技術(shù)、計算機(jī)視覺系統(tǒng)的可訪問性和性能、深度學(xué)習(xí)能力,甚至自動化移動系統(tǒng)的大規(guī)模改進(jìn)在過去十年都取得了長足的進(jìn)步。

除了技術(shù)的進(jìn)步以外,與十年前相比,農(nóng)作物機(jī)器人領(lǐng)域擁有了更多經(jīng)驗豐富的人才。這些人才為農(nóng)作物機(jī)器人領(lǐng)域帶來了整個機(jī)器人領(lǐng)域的一系列經(jīng)驗。此外,大多數(shù)取得成功的團(tuán)隊還同時雇傭了機(jī)器人專家和農(nóng)業(yè)專家,既擁有開發(fā)解決方案的技術(shù)實力,也了解農(nóng)業(yè)市場和農(nóng)業(yè)環(huán)境。

隨著近年來勞動力成本的急劇增加,農(nóng)作物機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步,成本效益分析越來越傾向于自動化。假設(shè)自動收割機(jī)的成本每年下降6%,勞動力成本每年增加8%。假設(shè)在五年前的2018年,種植者購買作物收割機(jī)的成本為一百萬美元,假設(shè)機(jī)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(fèi)公司27600美元。在此基礎(chǔ)上,購買設(shè)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(jī)只需花費(fèi)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(nóng)作物機(jī)器人解決方案的深度和廣度正在擴(kuò)大,盡管一些大型農(nóng)場已經(jīng)高度自動化,甚至大規(guī)模采用了機(jī)器人自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),但農(nóng)作物機(jī)器人的解決方案正在多樣化。

在世界各地,越來越多的農(nóng)場開始使用自動化機(jī)器,不僅投資回收時間在縮短,還能應(yīng)對勞動力缺失的挑戰(zhàn),選擇自動化機(jī)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(guān)注到這一領(lǐng)域,并在隨后的幾輪投資中投入了更多,以高估值進(jìn)行投資。John Deere (Blue River, Bear Flag Robotics)和Case New Holland (Raven Industries)已經(jīng)表示愿意收購農(nóng)作物機(jī)器人公司,以補(bǔ)充他們正在進(jìn)行的內(nèi)部研發(fā)工作。雅馬哈(Yamaha)和豐田(Toyota)也通過其風(fēng)險基金表現(xiàn)出了在該領(lǐng)域合作和投資的意愿。問題還有待觀察其他現(xiàn)有的設(shè)備制造商是否愿意投資于將機(jī)器人解決方案推向市場所需的技術(shù)和人才的組合,仍有待觀察。

農(nóng)業(yè)自動化程度提高是顯而易見的,只要農(nóng)作物機(jī)器人在商業(yè)農(nóng)場運(yùn)營中表現(xiàn)良好,成本合理,正如Better Food Ventures在研究農(nóng)作物機(jī)器人景觀所觀察到的一樣,有相當(dāng)多的公司致力于開發(fā)農(nóng)作物機(jī)器人解決方案,并且比過去的項目更具商業(yè)重點(diǎn)。

雖然目前農(nóng)作物機(jī)器人公司想農(nóng)作物機(jī)器人商業(yè)化仍然為時尚早,但是與以往相比,農(nóng)作物機(jī)器人有更多樂觀的空間,也取得了更多切實的進(jìn)展。許多初創(chuàng)公司未能跨越的農(nóng)作物機(jī)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(shù)進(jìn)步的驚人速度。雖然農(nóng)作物生產(chǎn)中的機(jī)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(yù)計在不久的將來會看到更多成功的農(nóng)作物機(jī)器人公司。