农场机器人

在日本新潟县的一片稻田中，一台小型机器人在橙色的大轮子上缓缓前进，沿着水田的边缘导航，同时剪除杂草。这台紧凑型机器的工作对农作物的成功至关重要，它让农民免于一项单调乏味的任务。

虽然已经开发出了能够完成从割草、播种到摘水果等各种农场工作的机器人，但除草是一项更为复杂的任务，因为它涉及到计算机视觉和切割技术。除草机器人Akebono可以自主操作或通过遥控在稻田周围使用传感器、GPS和线锯式附件进行操作。

Akebono在日语中意味着黎明，它是一个旨在振兴日本最大稻作区项目的组成部分。这个项目在新潟非常必要，县政府的一项调查发现，到2020年该地区的农民数量自2005年以来下降了60%。

开发Akebono的初创公司——FieldWorks Co. Ltd.成立于2023年6月，其总裁山岸佳表示有两个目标。“我们想开发能够帮助社会的机器人，”他说。“我们还希望利用我们在机器人技术上的优势，创造一种愉悦的农耕体验，以帮助吸引年轻的数字原住民加入农业。”

机器人除草工

山岸在高中时期就学习了机器人技术，后来在长冈工业大学继续深造。他参加了包括由亚太广播联盟（ABU）创办的亚洲-大洋洲赛事ABU Robocon在内的众多机器人比赛。他担任团队领袖七年，他的团队是在中国举办的一个活动上的Robomaster一等奖获得者之一。

在听说朋友的家人如何在日本夏季的高温和湿度中挣扎着除草之后，山岸和他的同事们决定将他们的经验应用于制造农场机器人。

他们的重点是能够在水田边缘操作的机器人，那里相对较高的杂草倾向于生长。除去这些杂草还能减少昆虫——如稻象甲、臭虫、黄斑螟和褐飞虱——的栖息地，这些昆虫可能会损害作物，从而减少了在该县大多数稻田上使用的农药的需求。这可能有助于说服一些农民转向有机方法，山岸说。

去年公司进行了广泛的田间试验时，水稻农民对这些机械助手的反应积极。FieldWorks已经建造了大约15个可远程或自主控制的Akebono原型机器人。完成了硬件开发后，团队现在正在致力于完成软件的开发。

Fieldworks的总裁和同事们在Akebono进行田间测试时查看除草机器人。

山岸对他的Akebono机器人不仅会帮助稻农，还会帮助种植芦笋和其他蔬菜的农民持乐观态度。“我们的团队有30人。我们快速灵活，拥有尖端技术，”他说。“对我们来说最重要的是永不放弃。”

FieldWorks开发的机器人是由长冈工业大学领导的一个更广泛项目的一部分。该项目由日本科学技术署资助，KOME-DOKORO COI-NEXT涉及40多个教育机构、地方政府、私营公司、银行和农业合作社。其目的不仅是要阻止稻米价格下跌、人口老龄化、劳动力减少和行业衰退的恶性循环，而且还通过创新在新潟地区创建一个不断增长的循环生物经济。该项目的领导者设想了一个农业系统，在未来10年内将是有利可图的、对年轻人有吸引力的、能够跨行业共同创造的，并导致新产业的出现。

机器人“鸭子”

“人们一直在从新潟流向东京等大城市，所以没有年轻人在稻田里工作，”长冈工业大学工程学助理教授泷本雄也说。“为了吸引年轻农民，我们需要通过使用能除草的机器人和能监测稻田的系统来提高他们的工作效率。”

作为FieldWorks的顾问，泷本的团队正在开发自己的自主机器人，暂时命名为Aigamo，这是一种有机农民释放到稻田中以消耗杂草的鸭品种的名字。它可以在两到三个小时内从稻田中清除杂草——这对农民来说是一个重大的改变。

就像鸭子一样，Aigamo可以在稻田内部除草，通过水稻植株之间的30厘米宽的小道移动。为了导航，它配备了摄像头、LIDAR系统以及高精度、实时动态处理增强的全球导航卫星系统定位技术。机器人的另一个特点是它的车轮，设计用于在稻田土壤中提供牵引力，尤其是在有机农场上特别软的地方。

六人组成的长冈团队现在正在新潟周围部署机器人进行试验。他们想要工程设计机器以在同一排植物之间除草，这是一个涉及计算机视觉和AI的挑战性任务。对于其他平台可能的功能包括监测小动物在稻田内外造成的洞穴和翻动稻田土壤以增加氧气含量，从而减少甲烷排放。这样的平台将允许农民远程监控他们的田地。

机器人上市前还需要改进的是提高电池的容量，目前只能持续三小时。这将使整体成本从3000美元降低到约1000美元左右，这对于辛勤工作的农民和大米分销商来说将是一个福音，泷本说。

“我认为新潟的大米美丽且美味，”他补充说。“我们希望这个项目能够支持日本国内的稻米销售，也能支持美国、英国和欧洲等地的销售。”