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」。
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巨量数据分析,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。”
根据美国农业部(USDA)的初步统计数字,2014年美国农业净收入总计1,080亿美元,与2004年相比增长了24%。农业依然是美国众多地区的基本产业,甚至是主导产业。
按照硅谷的标准来看,这一增长可能算不上什么,但大多数农田和农业综合企业陪伴我们的时间可能比近来受宠的社交媒体要长得多。有了高科技的配合,农业生产在效率变高的同时也变得更加智能。
本文下一页:遍地传感器,一个美国农民的日常
本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载
{pagination}
遍地传感器,一个美国农民的日常
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。
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。
农业技术供货商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,农民们也能连上互联网──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卡或随身碟,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:高科技农场上无人操作的机器人帮手
本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载
{pagination}
高科技农场上无人操作的机器人帮手
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?”
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
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。
本文下一页:当农业遇上科技,当个快乐的农夫
本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载
{pagination}
当农业遇上科技,当个快乐的农夫
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!
本文下一页:美国加州那地儿有一个“农业硅谷”
本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载
{pagination}
美国加州那地儿有一个“农业硅谷”
从美国西部著名的硅谷驱车向北约2小时,就到了距加利福尼亚州首府萨克拉门托20公里左右、人口6.5万的小城戴维斯。这里是农业研究领域的知名学府——加利福尼亚大学戴维斯分校所在地。近年来,在该校科研创新的带动下,不少农业科研机构和农业高新技术公司聚集在这一地区,使这里被称作“农业硅谷”。
肯特·布拉德福德是戴维斯分校植物科学系的教授,他于1999年牵头和同事们创立了“种子生物技术中心”。如今该中心已是植物繁殖和育种领域的领先研究机构,为美国和其他一些国家的种子行业贡献了许多成果,包括基因改良育种等先进技术。
“在戴维斯分校周边地区,有50多家种业公司,如果算上再远一些的地区,大约有150家,包括美国最大的9家种业公司,”布拉德福德说,“这里已形成高科技带动的产业聚集效应,所以有人称这里为‘农业硅谷’。”
加州是美国的农业大州,有近8万个农场,2013年农业产值达464亿美元。戴维斯分校从创办之初就和农业紧密联系。
除了“种子生物技术中心”,以戴维斯分校的科研为基础成立的农业及相关产业研究机构还包括“世界粮食中心”、“罗伯特·蒙达维葡萄酒和食物科学中心”等。这些研究机构将科研、教学、产业应用联系在一起,不断产生新的科研成果,推动商业化应用。世界上第一种获准商业化种植的转基因农作物——延熟保鲜的转基因番茄,就是一家名为“卡尔基因”的企业在戴维斯分校研究人员的帮助下研发出来的。
在绵延数百公里的加州中部谷地农业产区,戴维斯分校的科研成果随处可见,涵盖作物、牲畜、环境、机械等诸多方面,比如一种在很多番茄种植农场使用的智能采摘分拣机,不仅能把番茄和收割的叶茎分开,还能留下成熟的红番茄,丢弃未成熟的青番茄。
正如硅谷的形成与斯坦福大学密不可分,类似于硅谷的科研与商业环境已围绕戴维斯分校产生,只不过主要在农业领域。据统计,仅2014年周边地区应用该校科研成果创办的新公司就达14家。该校毕业生汤姆·沙普兰德创办的“土乐技术公司”是其中一家,其主要产品是一种监测报告农田水分的感应设备。在加州连续4年大旱的形势下,这种水分监测设备很有商业价值,已有了60多家客户,还得到几家风险投资公司的上百万美元投资。
“未来二三十年,世界人口可能还要增加一二十亿。通过科技提高土地使用效率,为更多人口提供足够的食物,是我们努力的目标之一,”布拉德福德说,“正如硅谷在过去二三十年中使整个世界发生了很大变化一样,农业科技也可以发挥巨大作用造福人类。”
本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载