农业的未来 真要用机器人取代农民吗？Iron Ox告诉你这一切

回到过去，农耕很容易。在地上撒一些种子，保持浇水，向你喜欢的神祈祷，让你的庄稼免于瘟疫，等待收获季节。但随着全球人口数量接近70亿口粮，人类将不得不想出如何用更少的土地和更少的资源来种植更多的粮食。因此，虽然一些研究人员和设备制造商正在设计能够代表我们在明天的田地中劳作的智能农具，但有些人的目标是将未来农场带到城市中心。

“仅在加利福尼亚[2017年]就损失了30多亿美元，因为没有足够的人来实际播种或收获作业，” 现在农民的平均年龄是58岁。因此，困扰农业的一个重大问题就是没有足够的劳动力去处理。问题是每年都在恶化。”垂直养殖是将植物堆叠在彼此之上以在封闭和受控环境中生长的实践。用于在大都市地区生产无限数量的原始地点”。

在此后的几年里，美国的垂直农业已经成为国家农业系统的一个强大的，虽然是辅助的一部分。根据报告，大约一半的室内农场依赖于水培设施，另外四分之一的人更喜欢土壤，其余的则使用两者的混合系统。有趣的是，美国大约一半的室内种植业（43％）位于城市地区。目前在这些农场种植的五种主要作物类型是绿叶蔬菜，西红柿，花卉，微型蔬菜和草药（是的还有那些草药）。

这些品种通常在垂直操作中生长，因为它们在室内饲养时反应良好。根据美国农业部2016年的数据，美国农民可以使用传统方法每英亩提取805英担（百磅或100磅）。使用垂直生长，它们每平方英尺可以产生10.59磅。类似地，长叶莴苣使用常规方法每平方英尺产生0.69磅，但是当使用垂直水栽法时，每平方英尺产生高达8.71磅。由于这些生长系统是在室内进行的，具有较高的生产密度和较低的占地面积要求，因此可以将它们安装在不适合传统农场的地方 - 大多数地方都是如此。这减少了从“田地”到厨房柜台必须经过的运输和处理的数量，从而产生更新鲜和更健康的水果和蔬菜。即便在加利福尼亚大规模农业产出的美国，也会产生大约2000英里的行程，然后才能进入商店货架。总体而言，美国进口超过三分之一它的产品。随着从农场到餐桌的短途旅行，种植者将有权选择能够突出口味和风味而不是保质期和长寿的植物品种。此外，室内种植大大减少了害虫的流行，严格控制的环境因素使所需的水和养分减少了90％。

虽然室内生长在启动和运行后非常高效，但这些操作的初始设置成本非常高。因此，根据研究，这些公司需要花费大量时间才能实现盈利 - 平均为7年。室内生长操作还必须应对由于需要每天运行9到16小时的补充照明而产生的高能量成本。幸运的是，最近LED照明技术的进步带来了功耗的稳步下降。然而，劳动力是室内增长的最大成本，占公司开支的50％到80％。许多初创公司正在通过广泛使用自动化技术来解决这个问题。

位于旧金山的一家公司，经营着一个占地50,000平方英尺的农场，每年可生产200万磅新鲜生菜。该公司通过自由使用7,500个红外摄像机和另外35,000个环境传感器来实现这一目标，这些传感器可测量从温度和湿度到空气质量和二氧化碳水平的所有内容。然后将所有这些信息输入机器的“大脑”中，该大脑通常根据植物当前的生长周期调整这些变量以提高生长速度和味道。通过在生长周期的几乎每个方面用机器人取代人工，使生产模型更进一步。亚历山大在一份新闻声明中说：“我们用机器人优先的方法设计了我们的整个成长过程。” “这意味着不仅要将机器人添加到现有流程中，还要在我们的机器人周围设计一切，包括我们自己的水培生长系统。” 这包括收获，播种和植物检查。

“我们发现室内农场的两个最大成本是劳动力和电力，”亚历山大继续说道。“通过我们的新系统，我们能够更有效地完成许多重复性任务。但是，我们将继续使用像温室这样的东西，我们可以使用太阳，它可以免费提供能源。”例如，该公司的种植模块是大型浴缸，能够容纳多达800磅营养均衡的液体，植物在其中生长并构成公司水培系统的核心。“我们进行了激光切割，为模块设计了我们自己的包装系统，甚至设计了植物生长的花盆，”亚历山大解释道。“我们开发的这种食品安全的注塑成型塑料既具有机器人友好性，又可以实现良好的根部生长。”

但该公司设计了一台重达1000磅的安格斯机器人来完成繁重的工作，而不是期望人类团队在位于加利福尼亚州圣卡洛斯的8000平方英尺的设施周围运输模块。亚历山大解释说：安格斯的工作是在整个温室内自动导航。找到这些水培生长模块中的一个，捡起它，并在需要进行操作的任何时候将它带到我们的加工区域。 安格斯的运动由亚历山大称为“大脑”的云系统控制，该系统监测和协调从种植到收获的整个生长周期中的行动。亚历山大指出，这个过程类似于亚马逊在其仓库中使用的过程，其中Kiva机器人队伍穿过产品货架，检索它们供人类工人包装和运输。“而不是存储和哈利波特的书籍，我们有这些种植模块，种植生菜，罗勒等等。” 而不是将书籍带给人类工作者，安格斯正在将这些巨大的成长模块交付给机器人手臂。

请注意，这只手臂不是假的。据Alexander说，它配备了一个3D摄像头，可以立即扫描放在它前面的每个模块，以确认“真实世界的状态”。“它使用这些信息来计算一些东西，比如，如何在不伤害附近植物的情况下拾取这种植物？对于植物，它们不是iPhone，它们不是刚性物体，所以你不能只是假设一切都是将100％制服。“该手臂最常用于将幼苗捡起并移植到逐渐更宽敞的盆中。不幸的是，许多步骤仍然需要人性化。亚历山大解释说，Iron Ox雇用的团队用于“收获，播种和包装，因为没有办法在不损害作物的情况下做到这一点”。尽管如此，凭借不到一英亩的空间，该公司每年能够生产26,000头产品（来自十几个品种）。亚历山大总结道：“我们不希望只是一个价格优惠的东西，我们只能在最高端的餐厅买到。”