比尔盖茨也关注农业机器人,盘点微软的全球农业版图及国内外农业机器人企业

机器人大侠 2021-09-24

机器人人工智能智能农业

6305 字丨阅读本文需 13 分钟

9月24日,Iron Ox宣布已完成5300 万美元“C 系列”融资。Iron Ox 使用与水培系统集成的机器人,其用水量比传统农场少 90%。本轮融资由比尔盖茨的突破能源风险投资基金会牵头。来自 Crosslink Capital、R7 Partners、Pathbreaker Ventures 的其他投资者也参加了此次融资。

Iron Ox于 2018 年推出自主农业,在专门设计的温室中种植农产品,以减轻农业对环境的影响——这是一种由植物科学、机器人技术和人工智能支持的数据驱动方法。

闭环系统优化了植物产量,延长了生长周期,并最大限度地提高了作物质量。结果是美味、营养、当地采购的水果和蔬菜,目前成本与传统农场的产品大致相同,对环境的影响大大降低。

Iron Ox 首席执行官兼联合创始人布兰登亚历山大说。“我们正在应用技术来最大限度地减少养育不断增长的人口所需的土地、水和能源。Iron Ox 的团队将不会停止,直到我们实现使农产品行业碳负排放的长期使命。”

Iron Ox 的 C 轮融资由 Breakthrough Energy Ventures 领投,Breakthrough Energy Ventures 是一家由许多世界顶级商业领袖支持的投资集团,致力于到 2050 年实现净零排放。

Breakthrough Energy Ventures 的 Carmichael Roberts 表示:“我们投资 Iron Ox 的决定符合我们加速转型以减少全球温室气体排放的目标。” “ Iron Ox 具有独特的优势,可以加速向气候友好型农业的转变,同时提高新鲜农产品的可及性和质量。这是一种旨在快速扩展的解决方案,有可能让我们向净零迈进一大步。”

盖茨的农业愿景

世界农业和粮食系统现已过时并且步入老龄化阶段。国家、食品机构和捐助者之间没有建立完成且协调的合作方式。日益增长的全球人口,低效的粮食产能,人类史上从没有像现在这样渴望一个更安全的粮食系统。

比尔盖茨在他的信中提到,我所做的一切都只为同一个目标:改变耕种效率。尤其是小农户,在全世界拥有亿万的极端贫困人口,对他们而言,吃饱饭是每天最重要且最关心的问题。但即使是生活在农田之上的他们,由于贫瘠等问题食物仍没有保障。

如果你关心贫穷的人,你就应该关心农业—比尔盖茨。对于农业的投资是战胜饥饿和贫困的最佳武器,使数十亿人的生活变得更好。对于整个国际市场而言,农业界需要更多的创新性、并且更迫切的是需要重视贫困农民群体,实现产能增长。

2006年,比尔盖茨与洛克菲勒基金会(Rockefeller Foundation)合作创建了非洲绿色革命联盟(AGRA)。这是盖茨首次涉足农业,他说到“世界面临着一个显而易见的选择,只要我们投入适量的资源,便可以让许多贫困农民养家糊口。目前世界上七分之一的人口挣扎在饥饿线上,其实这种情况完全可以避免”。该基金共支持了34个耐旱玉米新品种、并向数千万牲畜提供疫苗,为数万名农品经销商提供培训服务。

2009年,比尔盖茨在他第一次农业大演讲中概述了自己的愿景,呼吁各国政府、研究人员、环保主义者,帮助贫困地区的农民。随后宣布,比尔和梅琳达·盖茨基金会向全球9个机构提供与农业相关的捐款,总额为1.2亿美元。

2011年,盖茨在年度信中写道,“除了卫生,我们为贫困人群投资最多的领域是农业”。农业发展潜力的巨大,因为世界上大多数贫困人群需要从农业中赚取收入养家糊口。当农民提高生产率,减少饥饿和贫困,健康问题才会得到改善。

比尔盖茨为世界各地的农民开放农业的统计数据,对于需要援助的欠发达国家,进行企业种子投资、人员的培训、辅助布局市场。在政府层面,为改善农业政策给予系统型的服务。

利用水资源、缓解污染,摆脱疾病等方面设立科研项目,缓解农民承受的生产压力旨让更多的人摆脱贫困,并希望更多的家庭可以为未来积累资产,实现自给自足,甚至可以为下一代创造更好的生活环境。

微软的农业布局

互联网+未来农业,微软赋予了传统农业新能量,旨为发展前沿的技术,让每个人从人工智能中获益。

通过云计算、大数据平台带动农业转型,打造一个完整的生态产业链和云基础设施,并对企业制订特定的解决方案。微软通过云计算服务与29个国家地区政府建立合作,在本地数据中心提供全球云服务,加速贫困国家政府和初创企业数字转型。

企业、政府建立农业体系、旨为实现粮食安全;通过数据平台、Azure、人工智能和物联网农业系统、无人农机等,为农民提供可洞察的能力与关键信息,帮助改善作物歉收等问题,并农民创造更高的收入。

微软在2017年宣布建立AI for Earth项目,该项目计划投入5000万美元。为27个国家的组织和个人提供了111多笔资金援助。项目的核心为组织或个人提供先进的微软Azure云计算数据和强大的人工智能工具,并为人员进行专业知识培训,旨为改变我们目前复杂的方式。

藏在背后的核心系统

Microsoft Azure是微软的公用云端服务平台,最早发源于2006年,由Amitabh Srivastava与Dave Culter所主导,Julian Dayman为Azure农业咨询业务的创始人,以下是Azure及其在农业领域的发展时间线:

2008年项目开始正式发展;

2010年2月份正式推出,目前全球有54座数据中心;

2014年将Windows Azure更名为Microsoft Azure;

2015年建立FarmBeats,为Azure旗下的项目,旨为展示Azure在农业方面各种应用程序中的好处。

Azure FarmBeats-基于农业物联网(Iot)平台的原型启动。Ranveer Chandra是微软Azure farmBeats的首席科学家,领导着团队在Azure上推动不同行业的创新。

该平台汇集了以传感器、无人机、卫星图像和多种来源的农业数据点,并实现“无缝”数据收集。

从Azure Farm Beats预览中可以查询:

基于卫星图像的植被指数和水指数用于评估农场健康;

获得关于传感器安装数量和安置地址的数据;

可通过可视化传感器从供应商手机地面数据来跟踪农场状况;

智慧农场可以使用来自各个供应商的无人机图像;

获取基于卫星和传感器关于土壤湿度的数据图;

通过融合数据构建人工智能或者ML模型;

预知信息得到农场健康建议;

构建或增强数字农业解决方案。

AzureBeats的行业合作伙伴包括无人机制造商DJI和SenseFly、农业机器人开发商EarthSense和传感器制造商Teralytic,其客户中包括美国农业部等。开发新的定制解决方案的初创企业将使用Azure FarmBeats获取和分析农业数据,并构建自己的模型,优势在于无需自己收集数据,节约时间与制造成本等。

微软的全球农业版图

微软在过去的二十年里,与美国、加拿大、印度、哥斯达黎加、南非、埃及、挪威等接近30个国家的政府建立合作,与部分国家签署备忘录(MoU);促进合作国家的农业技术解决方案,引入物联网(IoT)、大数据库、人工智能工具,让创新信息和通信技术运用在项目中。各国政府也同时利用微软广泛的技术平台,解决利益相关者与农业生态系统中关键需求。

微软弥补了数字与农业之之间的鸿沟。简化了流程和原材料选择,为多国明确生产什么,如何生产,甚至如何经营与销售产品。

微软加速资源匮乏国家在农业的发展,例如非洲,农业维持了整个非洲70%的生计,农业设备和技术的落后困扰着整个非洲。

在启动农业转型项目后,致力于2021年改善肯尼亚、尼日利亚、卢旺达、加纳、坦桑尼亚、乌干达、马拉维和埃塞俄比亚等11个国家,3000万农户的粮食安全。

微软与机构建立合作,例如:肯尼亚国家马铃薯理事会(NPCK)、东非农民联合会(EAFF)、东非谷物理事会(EAGC)、Amtech Technologies和地方发展研究所(LDRI),建立合作,与当地的农业、畜牧业、渔业和合作社部(MoALFC),启动农业数据化转型和增长战略(ASTGS),开始推动整个农业生态系统,同时还以技术和资金的形式支持当地初创企业SunCulture、Virtual City等。

精准农业将彻底改变粮食生产,通过应用人工智能技术来改变传统的农业方法,这些技术有助于建立合理决策,以优化水资源的使用并且减少浪费。

微软推崇的AI for Agriculture项目,使利益相关者能更准确、更及时地了解农业。土壤特征、作物类型等将合理地分配农业用水,以获得最佳效果,并提高生产力的同时应对资源稀缺性带来的挑战。

在农业技术相对成熟的国家,微软用数据颠覆传统的农业体系,通过大数据与人工智能产品来满足关键需求。比如微软与美国农业部合作,建立7000英亩的农场试点,使农民能够优化作物,最大限度地提高产量、减少外部因素带来的损失、降低制作成本、保护土壤。运用无人农机,检测器跟踪土壤湿度和分析植物健康的状况,让尖端科技从理论过渡到现实,旨为打造无人智能化农场。

人工智能在农业行业的五大衍生

人工智能是“计算机科学”的一个分支,它包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等,自人工智能诞生以来,它的理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,现已在农业领域有了五大衍生。

随着人工智能和农业日渐密不可分,农业的无限可能正在被挖掘,农业的潜力将彻底爆发。

在各行各业中,人工智能机器人已经进入大众视野,人们利用人工智能,在分拣快递,物流系统中省力,相较于之前提高了产能,这样的优势被农业利用起来,便产生了适用于农业的农业机器人。

和之前的机械化农业相比,机械化农业还是需要农人上场,操控收割机等机器,完成农产品的收割,但是农业机器人的出现,让农民解放了双手。

如今,技术人员对农业机器人进行编程设计,用以处理重要的农业任务,人们借助农业机器人,提高收割庄稼的速度与效率。

有了农业机器人,农村通过自动化,解决劳动力短缺的问题,不用担心农忙时节,无人收割庄稼,倒也是一件好事。

农业机器人是在实际操作时,帮助农民省力的人工智能,但农民在种植过程中,又有哪些人工智能在发挥作用?还有墒情监测、控制杂草生长、无人机运用以及合理施肥等。

作物和土壤的监测,建立在物联网设备的基础上,传感器等设备记录了作物生长状态,土壤情况,并将采集的数据上传到机房和云端数据库,再利用计算机视觉和深度学习算法,以及软件技术,来监测作物和土壤的健康情况。

土壤肥不肥沃,凭借肉眼很难分辨,老农人靠经验,也有可能误判,再加上,这几年对于土地保护不重视,砍伐森林严重,土壤逐渐贫瘠,需要类似的人工智能工具,来帮助农民做出正确判断,好及时给田地施肥,不然,土地可不给产出的,不能又想让牛干活,又不给牛吃草。

农田里的杂草是最让人心烦的,杂草与农作物争夺肥料,导致农作物的长势变差,据数据显示,由于除草剂的广泛使用,约有250多种杂草对除草剂已经产生了抗性,尤其是与玉米和大豆一起生长的部分杂草,已经不受科研人员的掌控了,就这一个问题,农业经济每年都会损失约430亿美元,人工智能在这一方面也能短暂性解决问题,缓解农民的燃眉之急。

第四个人工智能是无人机。无人机的市场在近几年不断扩大,在帮助农民增产增收方面做出了贡献,在接下来的几年中,无人机将利用视觉记录图像,并反馈采集到的数据,形成分析报告。无人机的规范使用,将具体体现在编程路线等多个维度。

最后一个人工智能是化肥使用方面。从前的传统农业,农民是根据以往的经验来判断什么时候需要施肥,转化为现代农业后,出现了精准农业,但是也只是软件告诉农民,什么时候要施肥,施多少肥,还是需要农民通过手机和电脑去控制。

人工智能的出现,完成了从人决策到数据决策的大跨步,利用人工智能系统来完成数字农业的进阶升级,做到让农业更轻松,让农民更富裕。

国外农业机器人主要企业

1. Abundant Robotics

Abundant Robotics公司的主打产品是一款苹果采摘机器人。不同于传统农业机械设备用机械爪进行水果采摘,易对水果造成损伤,该机器人通过机器视觉技术可以准确识别树上已成熟的苹果,并用类似真空吸尘器的机械前端,将苹果从树上吸下来,从而避免损伤苹果和果树。摘苹果机器人可以通过农场工人远程进行操控。

2017年5月,Abundant Robotics宣布获得1000万美元A轮融资,GV(谷歌风投)领投,这笔资金将用于推进摘苹果机器人的量产。目前,Abundant Robotics正在尝试将这一自动采摘技术拓展到其他水果行业。

2.EcoRobotix

EcoRobotix成立于2011年,其使命是开发、生产和销售各种节能环保的创新农业机械。EcoRobotix的主打产品为田间除草机器人,通过机器视觉识别技术,可以准确识别出杂草,通过机械手臂对杂草进行除草剂喷洒,使除草剂使用量比传统方式减少了20倍。

该机器人实现了自动化运行,而无需任何操作人员。由于以太阳能为动力,每天工作时长可达12小时。同时,该机器人只有130公斤重,远远轻于传统的农业机械设备,最大限度地减少了机械对土壤的破坏。

据公司称,通过使用该机器人,可以为农场主节约30%的相关费用。目前这家初创公司正在利用其在B轮融到的1,070万美元向整个欧洲进行扩展。

3. Harvest Automation

Harvest Automation于2008年创立, 2013年9月公司宣布完成了C轮融资,融资额为1175万美元。2012年,Harvest Automation推出了HV-100苗圃机器人。

据了解,HV-100可执行多项植物种植任务,如处理间距、整合和收集等。只需对改款机器人进行简单调试就可以在大范围的温室或在其它地面灵活地种植植物。目前,超过150台的HV-100被部署在美国30多个顶级种植园内。

4. Agerris

SwagBot农业机器人是Agerris第一款产品,主要用于除草、牧场及动物监测、土壤取样等应用场景。SwagBot上设定了GPS、视觉、激光等传感器,可为计算系统提供导航以及避碰信息,它依靠机载路径规划和算法控制,帮助机器人绕过障碍物并跟踪动物。此外,SwagBot还具有与无人机协同工作的能力。

Digital Farmhand则是Agerris研发的第二款农业机器人,主要为种植业而设计。Digital Farmhand运用机载传感和机器学习算法,帮助建立单个的植物模型,从而最大限度地减少化学物质的使用,同时还能帮助农民更好地了解作物的生长特征。

据了解,Agerris目前正在推进其农业机器人产品的商业化生产,在国内以及海外市场销售。

5. Augean Robotics

Augean Robotics成立于2017年,公司旨在将人们从单调乏味的户外工作中解放出来,使用协作机器人帮助农民工作。目前,Augean Robotics开发出了一款名为“Burros”协作型机器人,该机器人能收集大量数据,未来有望凭借模块化应用至不同的土壤环境,实现完全自动化农业作业。

事实上,农业机器人Burros与亚马逊仓库的Kiva类似,能在忙碌的农田里运转、全天候待机,让人们从事灵活性要求较高的工作,同时该机器人还与人类安全地在同个区域工作,从而提高生产效率。

Augean Robotics也正在考虑建构完整的农业自动化作业平台,在未来几年内,或许能看到机器能完成自动除草、修剪、摘采作物、喷洒农药到最后送货等多功能任务,预计能节省大笔的劳力成本支出。

国内农业机器人主要企业

1. 丰疆智能

2020年5月,智慧农业与物流机器人研发商“丰疆智能”宣布完成过亿元人民币A1轮融资。据悉本轮融资将用于智能农机的量产和交付、加大在粤港澳大湾区的布局力度。

丰疆智能成立于2017年12月,主要面向农业领域提供智能化和数字化解决方案,设有农业、畜牧、大数据和工业机器人等业务板块。其中,农业机器人涉及“耕、种、管、收”4个环节,丰疆智能将与合作方共同研发包括插秧机、收割机、拖拉机和植保机在内的全程化无人农机解决方案。2019年,丰疆智能的智能插秧机终端销售量大约200台,而2020年第一季度的订单量已经超过200台。

2. 博田自动化

博田自动化是一家农业智能机器人研产商,专注于农业智能装备研发和生产。秉承“科技创新、智能引领、机器助人、智慧农业”的发展理念,已研发植保机器人、果蔬采摘机器人、锄草机器人、设施农业机器人化生产系统、农机智能管理系统、辅助导航系统等智能农机装备。

其中,博田自动化果蔬采摘机器人集自动控制技术、机器人技术、机器视觉技术以及多传感器融合技术,采用履带行走底盘、工业机械臂、双目立体视觉和嵌入式控制系统组成。通过对采摘果实进行信息获取、成熟度判别,并确定目标三维空间信息及视觉标定,引导机械臂与机械手(末端执行器)完成识别、定位、抓取、切割、回收等任务,采摘成功率可达90%以上。

该机器人具有手动软件界面操作、远程遥控操作和自主视觉导航操作三种工作模式,可实现无人值守情况下,自主导航、自动识别、自动控制机械臂运动和机械手采摘。

3. 极飞科技

极飞科技成立于2007年,致力于推动全世界农业向智能化方向迈进。通过赋予机器人控制系统新的使命,极飞科技研发了全新的农机自动驾驶系统与农业无人车,从耕、种、管、收四个角度,定义了数字农业基础与精准农业执行。

极飞科技农业无人车具备植保无人机除飞行以外的所有技术优势,包括全地形自主作业,厘米级精准导航,微米级变量喷洒等,还拥有数倍于植保无人机的超大负载、超长续航,运作成本更低,行车更安全,而且操作简单易学,无需培训即可上手,作业更灵活。

此外,该农业无人车具备强大的扩展功能,可配载极飞 JetSprayer 气流喷雾机、极飞 XIoT 农业物联系统等智能农业设备,提供果树植保、大田除草、智能巡田、农资运输等农事服务,适应了智慧农业发展的新需求。

农业机器人是智能农业发展的重要着力点,据公开数据显示,未来几年,全球农业机器人的出货量将快速增长,从2018年的每年约6万台增长到2025年的72.7万台。

不过,就当前我国农业机器人的发展现状来说,虽然我国农业机器人申请专利数量已经大大超过了美国,但是由于我国农业的发展特征,目前中国农业机器人大部分还停留在实验室、高校研究阶段,距离真正的商业化落地还有一定距离。

因此,中国农业机器人要达到预期的发展前景,首先需要在技术上取得有效的突破。与美国等广阔的大片平原相比,我国地形复杂,土地大块连成片的较少,这对机器人的适应性提出了更高的要求,相应的在成本和技术落地上就更为困难。在这样的背景下,我国的农业机器人研发应主要从两个方面进行突破。

一个是研发类似于机械手的农业机器人,这种机器人不需要移动,受地形限制较小,但需要考虑作业对象的基本特征、力学特征、生理特征等因素;另一个是研发更加智能的农业机器人,这种机器人能够自动行走和作业,需要机器人具备独立路径规划、智能避障、精准探测定位和稳定的系统控制。

技术攻破后,农业机器人的价格也是影响其落地的重要原因。与工业机器人相比,农业机器人的价格更为敏感,在前期推进过程中,可借助政府补助。最终农业机器人要走进千家万户,价格必须要足够具有吸引力。

未来,只有当农业机器人找到了最佳的作业方法,更为合理的机器人结构和更加低廉的价格,才能让农业机器人最终实现更为广泛的应用。

文章来源: 弧面,中新云农,高工机器人,35斗

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来自:机器人大侠
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