农业的未来 真要用机器人取代农民吗？

　　下一次你站在超级市场的收银台前排队时，不妨想一想把你的菜篮装满的那些农民。这段时间，他们的日子可不好过，你也肯定要为此在食物上增加支出；对于全世界几百万三餐不继的饥民来说，这就更加是生死攸关的大事了。更糟糕的是，有研究指出，到2050年，全世界的粮食需求还会倍增。对农民来说，在向土地榨取更多收成的同时，他们还必须减少农耕对于环境的破坏。这一切的一切，都说明我们应当重新思考农耕的方式，并且要将自动化提升到全新的水平。

　　在新型的模范农场里，精确将是关键。如果能将化学物质准确地喷洒到需要的作物上去，那何苦还要在整块土地上施药呢？在将来，每一株作物都能得到恰好的投入，不多也不少，这样非但能削减化学物品的使用，还能取得更好的收成。但是这说说容易，做起来就难了：欧洲和美国的那些大农场往往有数千公顷之巨，要对它们进行精确耕种，自动化就成了关键。具体来说，农业工程师指出，要精确耕作，就得由机器人充当农民。

　　或许用不了多久，农业机器人就能认出一株株秧苗，并且用酌量的化肥和水滴来催促它们生长。另一些机器则会识别出杂草，然后用一小滴除草剂、一把喷火枪、或者一束高能激光来将它们铲除。不仅如此，这些机器还能认出各种成熟的蔬菜，并且收割下来。

　　机器人还会给其他方面带来剧变，比如在农业工种上、在我们耕作的方式上、在土壤和土壤质量上，以及在农耕中投入的能量和碳含量上。它们能够降低污染，减少水的使用。不过对普通人来说，最显着的或许还是耕地外观的变化。有了机器人的参与，庄稼就可以在精心划分的小型农田里种植，果园里则会长满一列列二维形状的树木。不仅如此，机器农民甚至可能对端上餐桌的果蔬种类造成影响。

　　一个多世纪以来的机械化进程，已经将世界大多数地方的农业改造成了具有工业规模的活动，其中出产谷物的农场是机械化程度最高的。另外一些作物，比如用来制作加工食品的橘子和西红柿，也已经由机器来采摘了。在数以千计的奶牛场里，奶牛也已经改由机器人来挤奶。这类产品在进入你家附近的商场之前，没有一样是经过人手染指的。

　　这还不够，下一代的自动化农业机器也已经在田野中忙碌开来。你可能已经见过它们，只是并未留意，因为这些机器人都扮成了拖拉机的样子。今天的这些“拖拉机”，有许多都是自动驾驶的，它们依靠GPS导航穿过田野，还能对自己的零件“说话”。而这些零件，比如一把犁、一只喷雾器等，也能向拖拉机“回话”。英国哈珀亚当斯大学学院研究农业技术的西蒙·布莱克摩尔（Simon Blackmore）举例说：“比如一部除草机就能告诉拖拉机‘你开得太快了’或者‘向左开’。”他还表示，这类系统正在成为标准配置。

　　不同的农业机车之间也在开始彼此对话。美国约翰迪尔公司（John Deere）2012年出售的一种复合收割机，就能和牵引式挂车联系，并且提醒司机装载谷物。德国的芬特公司（Fendt）也研制出了成对作业的拖拉机，其中的一台由人工操作，另一台自动驾驶，在边上模仿第一台的动作。这套系统可以有效地将农民在田野中的劳作时间减半——而这还仅仅是开始。

　　不过话说回来，等到充分自动化的系统开进农田时，它们就不会再是拖拉机的样子了。今天的农业机器个头和重量皆大，因此有一个重大的缺陷：它们会压紧土壤，减少孔隙，杀死有益的生物。这样一来，作物就无法茁壮生长。压紧的土壤还会增加雨水侵蚀。“我们为什么要犁地松土？主要就是为了修补大型拖拉机造成的破坏，”布莱克摩尔指出，“投入耕作的能量中，居然有8成是用来修补破坏的。这样的种地方法肯定要改。”

　　他相信，启用成队的轻型自动机器人有望解决这个问题。他还指出，用精确取代蛮力是其中的关键。“一粒种子只要一平方厘米的土地就能生长，我们只要在那块土地上投入一小股能量，作物就能长得很好了。”

　　有了这样的轻型机器人，犁地就再也没有必要了，由此可以大大降低能耗，也能降低农耕中排放的二氧化碳。当土地不再紧实，土壤就能保住原有的结构，留住有益的生物。它们还能吸收更多的水分，保持更久的肥力。

　　具有这些能力的自动机器人已经开始在田野试验中展现气概了。它们需要具备的关键能力有3种：能自动行驶，能分析眼前的场景，还要能帮助农民烧掉野草、喷洒农药或者收割庄稼。

　　其中导航系统还是最简单的部分，特别是在有了高精度的卫星导航技术RTK-GPS之后。这种技术能使机器将自己的位置确定在2厘米之内，由德国应用科学大学的阿诺·鲁克肖森（Arno Ruckelshausen）研发，目的是为一款叫做“BoniRob”的模块式农业机器人导航。BoniRob的外形像一辆四轮越野车，利用几台光谱成像仪来区分绿色的作物和褐色的土壤。它能记下每一株作物的位置，并在生长季中一次次返回原地观察它们的生长（参见《农业技术》，第67卷，第37页）。