农业机器人可以帮助改善生物多样性
在丹麦，农业几乎占据了我们土地的 2/3，而且通常一种作物的种植面积很大。这损害了生物多样性，但农业机器人可以帮助消除单一栽培，而 DTU 的一个新项目将为这一未来铺平道路。
当拉扎罗斯·纳尔潘提迪斯看到一片田地时，他想象了一个未来，一群小型机器人缓慢前进，独自照料和照料农作物。每台机器都有自己的任务——播种、除草、检查害虫、浇水、喷洒农药和收获。
而且田野看起来也不一样。这里没有一排排的小麦、大麦和玉米，而是许多不同的农作物——周围充满了生机。
机器成型后
如果我们想改善生物多样性，我们必须改变我们的农业。在丹麦，农业占据了超过 60% 的土地，绝大多数田地都是单一作物，单一作物占大面积。这为生物多样性创造了恶劣的条件。但如果机器人可以改变这一点呢?
“我们已经为我们的农业机械塑造了环境。但我们可以利用机器人技术使机器适应环境。”Lazaros Nalpantidis 说道。
他是 DTU Electro 的教授，领导 SAVA(农业安全自动驾驶车辆)项目，该项目将开发安全的农业机器人，这些机器人可以在比大型农业机械小得多的区域自主工作。
这可以为农业范式转变创造肥沃的土壤，结束单一种植，同时仍保持效率和产量。
单一栽培对生物多样性来说是个坏消息
在工业化之前，农民在同一块土地上种植几种不同的作物是很常见的。但随着机器取代了体力劳动，大面积种植同一种作物变得更加普遍，因为使用大型机器犁地、施肥和收割变得更容易。
“过去，需要拥有一个作物多样性的多功能农场才能满足当地需求，但第二次世界大战后，农业专业化开始占据主导地位。这使得规模经济和单一栽培成为可能。”Ane Kirstine Aare 说道。
她是中国人民大学人文与技术系的助理教授，研究了向更可持续的农业实践的转变，例如共耕，即在同一块土地上种植多种作物。
农业变得更加高效，但单一种植对生物多样性来说是个坏消息。在自然界中，有许多不同的植物在一年中的不同时间开花，还有各种各样的树木、灌木、草和草本植物，为许多动物物种创造了栖息地，而当田野统一时，所有这些都消失了。
同时，它也增加了整个田地受到病虫害影响的风险，因此使用农药的需求也增加，这损害了生物多样性。
“问题是我们已经开发了一个适合单一文化实践的食物系统。食品系统中的大多数相关方都已经适应了这种做法，因此很难改变方向，”Ane Kirstine Aare 说道。
联合国粮食及农业组织(FAO)在一份报告中得出结论，农业单一栽培导致植物多样性减少，从而减少生态系统服务。蜜蜂等传粉媒介较少，害虫的天敌较少，土壤中的微生物较少，农作物的野生物种也较少。粮农组织指出，解决方案之一是能够对生物多样性产生积极影响的技术，而这正是机器人发挥作用的地方。
桌子上的所有传感器
机器人技术正在慢慢进入农业领域——已经有机器人可以除草(包括 DTU参与的Galirumi机器人 )、喷洒农药以及收割某些农作物。农业机器人的发展正在迅速推进，但市场上的农业机器人仍然很少。据丹麦统计局称，丹麦只有1%的农场使用自动驾驶机器或机器人技术，而且技术还不够成熟，机器人无法完全自主运行，因此必须有人监督它们。
“如果农民必须和机器人待在一起，那么你就不会从中获得太多好处，”Lazaros Nalpantidis 说道。
问题在于机器人仍然无法处理不可预见的障碍物，例如人、动物和岩石，但 SAVA 项目旨在解决这个问题。Lazaros Nalpantidis 和他的同事将测试一系列新的传感器技术，这些技术将提高安全性，以便机器人能够在田野中充分发挥作用。
“我们必须把所有的玩具都放在桌子上，看看它是否会带来一些新的可能性，”拉扎罗斯·纳尔潘蒂迪斯说。
更多生物相机
如今，机器人和自动驾驶机器主要使用摄像头和激光雷达(一种可以测量距离的激光技术)，但 SAVA 项目还将测试红外摄像头和热感摄像头，以更好地检测周围的动物和人。
此外，该项目还将测试所谓的神经形态相机(也称为基于事件的相机)，其功能更像我们的眼睛，仅在图像发生变化时进行记录，而不是不断记录图像中的所有内容。
最好的 DSLR 相机每秒可以拍摄大约 120 帧，而神经形态相机每秒最多可以拍摄 1,000,000 帧。
Lazaros Nalpantidis 希望这种技术能够帮助机器人对不可预见的障碍做出更快的反应，并在例如动物或人突然跑到它们面前时停下来(在丹麦，大约 20,000 只小鹿被杀死)根据丹麦猎人协会的数据，每年都由农业机械完成 。)
农业范式转变
机器人可以从根本上改变我们田野的面貌。由于农业机器人往往比传统农业机械小得多，因此它们可以适应较小的区域而不牺牲效率。
这意味着您可以在狭窄的区域内相邻种植几种不同作物的窄条，因为机器人可以在狭窄的区域内播种、浇水、喷洒和收获。
研究表明，如果在一个地区种植几种不同的作物，对生物多样性有利，因为它为更多物种提供了栖息地，同时也减少了施肥和喷洒农药的需要。如果农作物受到病虫害的影响，则仅限于单个作物而不是整个田地。
从长远来看，机器人可以帮助改变整个景观。在许多地方，田地都是根据大型农业机械的需要而设计的——疏通溪流、排干低洼地区、平整山丘——但小型机器人将能够在更大程度上遵循自然的形状。因此，可以保护更多动植物的栖息地。
十年内的机器人
为了实现这一愿景，机器人必须首先证明它们可以安全、自主地操作，并且不会对周围环境造成危险。
“不幸的是，机器人技术还不够成熟，”Lazaros Nalpantidis 说。
他承认，机器人只是解决生物多样性危机的一小部分，而且仍然需要大型农业机械，但他希望机器人能够帮助世界上工业化农业尚未普及的地区做出改变。牵引力。
Ane Kirstine Aare 也看到了机器人的潜力。
“有些人在想要进行共耕时遇到了当前农业机械的局限性，因此看到机器人可以做出什么贡献真的很令人兴奋。如果机器人经过深思熟虑的开发，它们可能会为具有更大灵活性和本地适应性的不同类型的农业铺平道路，”她说。
对于 Lazaros Nalpantidis 来说，他关于机器人在田地里忙碌的愿景可能会在十年内成为现实。
“我非常乐观，因为这个领域有势头，很明显我们无法继续目前的农业生产。这是不可持续的。”Lazaros Nalpantidis 说道。
“但十年后，我们将在农业领域拥有更多未来派机器。”