最近,美国西部种植者协会的一份报告显示,由于持续的劳动力挑战、成本上升、未来需求、气候变化影响和可持续性等因素,农业对机器人的需求不容小觑。随着近年来劳动力成本的急剧增加,自动化设备技术的改进以及成本的降低,Better Food Ventures 乐观地认为,在不久的将来会看到越来越多成功的农作物公司。

与传统自动执行一系列复杂动作的农业机械不同的是,农作物机器人拥有新的技术,更精确、更自主、更灵活,它能够利用精准导航、视觉和其他传感器系统、连接和互操作性协议、深度学习和人工智能等新技术来应对当前和未来的挑战。

近期,Better Food Ventures建立了2022年农作物机器人景观,其中包括近250家向其他公司提供商业机器人系统的公司。这些作物机器人既包含地面系统,也包含空中系统,既有专注于室内生产的,也有专注于室外生产的。它们专注于不同的领域,如果按作物生产系统分类,这250家公司的机器人系统可被划分为宽亩行作物机器人,大田种植机器人,果园和葡萄园以及室内种植机器人。按机器人功能领域划分,这些机器人系统可被划分为自主运动、作物管理和作物收割。

图片来源：AgFunder

农作物机器人具有复杂的自动转向系统,具备岬角转弯能力和自主导航系统。其设备包括小型拖拉机--像人一样大小的自动拖拉机和运输车,大型自动牵引车和运输车以及专为室内农场设计的小型自主载体。

农作物机器人包括以下几种作物管理功能,其一,室内侦察能力。其二,准备和种植,能够自主进行场地准备和种植。其三,无人机应用,能够进行空中无人机喷洒。其四,室内无人机保护,空中无人机对室内作物进行保护。其五,室内应用,自主或视觉引导应用,包括基于视觉的精确控制系统。其六,除草和修剪,自主或视觉引导的除草和修剪,包括基于视觉的精确控制系统。其七,室内除虱,室内自动葡萄作物除虱机器人。

农作物机器人能够自主或精确进行收割。

产品多样性是农作物机器人景观最大的亮点,虽然自动转向功能已广泛使用多年,但更先进的自主导航技术和全自动拖拉机以及更小的多功能动力平台才刚刚进入市场。在作物管理机器人中,有自行式、拖氏和附加式工具的混合。农作物机器人能够精准完成作物护理任务,如现场喷洒和除草。像采摘草莓、新鲜番茄和果园水果这样高价值、高劳动力的任务是许多农作物机器人收获计划的重点。虽然农作物机器人有很多开发活动,但成功走向商业化的却很少。

从历史上看,许多农作物机器人公司都未能成功,而是在“死亡之谷”中消失。只有少数达到了“商业化”。英国政府最近发布的一份关于园艺自动化报告显示,在600多家农作物公司里,其中90%处于“研究”和“系统开发”阶段。

农作物机器人在达到商业规模方面失败率高,原因众多。其面临的挑战包括机器设计、机器制造、机器可靠性、机器操作。

但是,Better Food Ventures认为,农作物机器人技术在过去的十年里取得了取得了长足的进步。核心计算技术、计算机视觉系统的可访问性和性能、深度学习能力,甚至自动化移动系统的大规模改进在过去十年都取得了长足的进步。

除了技术的进步以外,与十年前相比,农作物机器人领域拥有了更多经验丰富的人才。这些人才为农作物机器人领域带来了整个机器人领域的一系列经验。此外,大多数取得成功的团队还同时雇佣了机器人专家和农业专家,既拥有开发解决方案的技术实力,也了解农业市场和农业环境。

随着近年来劳动力成本的急剧增加,农作物机器人技术的进步,成本效益分析越来越倾向于自动化。假设自动收割机的成本每年下降6%,劳动力成本每年增加8%。假设在五年前的2018年,种植者购买作物收割机的成本为一百万美元,假设机器可以完成与3名每小时12美元工资的工人相同的收割工作,加上15%的税收和福利,每个工人每年花费公司27600美元。在此基础上,购买设备替代工人是否值得？答案是否定的,投资回收期为12年。

但是在2023年,同一台作物收割机只需花费该公司734000美元,而员工工资每小时却超过17美元,投资回收周期缩短到6年。农作物机器人解决方案的深度和广度正在扩大,尽管一些大型农场已经高度自动化,甚至大规模采用了机器人自动转向系统,但农作物机器人的解决方案正在多样化。

在世界各地,越来越多的农场开始使用自动化机器,不仅投资回收时间在缩短,还能应对劳动力缺失的挑战,选择自动化机器能够有助于公司抵御来自未来的威胁。

与前几年相比,越来越多的投资者开始关注到这一领域,并在随后的几轮投资中投入了更多,以高估值进行投资。John Deere (Blue River, Bear Flag Robotics)和Case New Holland (Raven Industries)已经表示愿意收购农作物机器人公司,以补充他们正在进行的内部研发工作。雅马哈(Yamaha)和丰田(Toyota)也通过其风险基金表现出了在该领域合作和投资的意愿。问题还有待观察其他现有的设备制造商是否愿意投资于将机器人解决方案推向市场所需的技术和人才的组合,仍有待观察。

农业自动化程度提高是显而易见的,只要农作物机器人在商业农场运营中表现良好,成本合理,正如Better Food Ventures在研究农作物机器人景观所观察到的一样,有相当多的公司致力于开发农作物机器人解决方案,并且比过去的项目更具商业重点。

虽然目前农作物机器人公司想农作物机器人商业化仍然为时尚早,但是与以往相比,农作物机器人有更多乐观的空间,也取得了更多切实的进展。许多初创公司未能跨越的农作物机器人“死亡之谷”似乎正在变得不那么普遍,这在很大程度上是由于技术进步的惊人速度。虽然农作物生产中的机器人革命可能还需要一段时间,但我们看到了有希望的演变,预计在不久的将来会看到更多成功的农作物机器人公司。