在機(jī)器人的田野上

邱月燁

人們總會(huì)擔(dān)憂未來(lái)機(jī)器人搶奪工作的問(wèn)題，但如果是那些又臟又累的工作呢？比如農(nóng)業(yè)。

農(nóng)業(yè)，這個(gè)最古老的人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)，因?yàn)榧Z食問(wèn)題與勞動(dòng)力短缺，正在逐漸“遠(yuǎn)離”人類(lèi)。在《舌尖上的中國(guó)2》中，我們還能看到中國(guó)偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)那些雇傭麥客進(jìn)行收割的田野。但在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)代化大農(nóng)場(chǎng)大牧場(chǎng)中，這些樸素的勞動(dòng)力正在慢慢減少。

麥客們成日辛勤的勞作與目前機(jī)械化收割機(jī)的極高的效率形成鮮明的反差。在英國(guó)，一個(gè)收割機(jī)司機(jī)可以坐在有空調(diào)的駕駛室里，在衛(wèi)星的引導(dǎo)下操作聯(lián)合收割機(jī)。據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》報(bào)道，在2008年，一臺(tái)型號(hào)為紐荷蘭CR9090的聯(lián)合收割機(jī)在8小時(shí)內(nèi)就能收割551噸小麥，這是個(gè)驚人的數(shù)字。當(dāng)然，這樣一臺(tái)收割機(jī)需花費(fèi)58萬(wàn)美元，必須得顯示出其效率的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檗r(nóng)場(chǎng)主們可不會(huì)亂花錢(qián)。

人類(lèi)一直在找替代人力的勞動(dòng)力，從動(dòng)物到機(jī)械化，如今是機(jī)器人。日本、歐洲等勞動(dòng)力人口緊缺的國(guó)家以及美國(guó)、澳大利亞、新西蘭等大規(guī)模農(nóng)牧場(chǎng)，是最早投入農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)的。荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的機(jī)器人研究者艾德特.凡.亨登（Eldert van Henten）曾指出：“農(nóng)業(yè)工作沒(méi)有趣味和聲望可言，收入一般也不高，工作內(nèi)容卻又累又臟，所以大家都希望進(jìn)入城市，去工廠或辦公室工作。雖然人口在增加，也都需要吃飯，愿意從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人口卻在急劇縮減之中?！?/p>

那些種植蘋(píng)果、橙子或者草莓的農(nóng)場(chǎng)主是最積極的機(jī)器人擁躉，這些作物需要經(jīng)常看護(hù)，收獲時(shí)也要用手一個(gè)個(gè)摘取。在發(fā)達(dá)國(guó)家，農(nóng)場(chǎng)主越來(lái)越難找到合適薪酬的工人，特別是在有季節(jié)性需求的時(shí)候。在美國(guó)的加利福尼亞州，農(nóng)場(chǎng)主在收獲的高峰期大約需要雇傭45萬(wàn)人，這些人主要都是移民。但人手還是不夠，有些作物就只能腐爛在架上了。就連日本出產(chǎn)的精致而昂貴的草莓，也會(huì)在收獲高峰期因勞動(dòng)力短缺而導(dǎo)致采摘成本非常高。盡管在未來(lái)幾年有糧食短缺的擔(dān)憂，但現(xiàn)在農(nóng)民們更擔(dān)心的是勞動(dòng)力短缺。

出于現(xiàn)實(shí)與效率的考慮，機(jī)器人從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，越來(lái)越多地出現(xiàn)在農(nóng)牧場(chǎng)中。如同所有工業(yè)機(jī)器人一樣，農(nóng)業(yè)機(jī)器人也是多種多樣的，據(jù)日本京都大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)器人專(zhuān)家近藤直（Naoshi kondo）教授所著的《農(nóng)業(yè)機(jī)器人》介紹，其核心組成包括視覺(jué)系統(tǒng)、執(zhí)行器與機(jī)械臂、車(chē)輛自動(dòng)化等。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人一樣，功能都較為“專(zhuān)業(yè)化”，各有各的形狀，大小不一。但農(nóng)牧場(chǎng)是很特別的機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景，比工廠里復(fù)雜得多。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工廠比實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化農(nóng)場(chǎng)要簡(jiǎn)單，因?yàn)楣S的環(huán)境是可控的。在室外，天氣是持續(xù)變化的，光線是變化的，土地會(huì)從草地變成泥漿，動(dòng)物和人也在四周活動(dòng)。更復(fù)雜的是，農(nóng)業(yè)機(jī)器人面對(duì)的是不標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，這跟汽車(chē)零部件、電子產(chǎn)品等的自動(dòng)化生產(chǎn)組裝完全是兩碼事。果蔬會(huì)在枝干上隨風(fēng)飄動(dòng)，顏色、形狀、大小都不一樣，采摘時(shí)還會(huì)有枝葉遮擋。這是造成農(nóng)業(yè)機(jī)器人功能細(xì)分的原因之一。當(dāng)然，隨著機(jī)器視覺(jué)、傳感系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)能力的提升，吃苦耐勞的農(nóng)業(yè)機(jī)器人會(huì)變得更聰明、安全、靈巧。

目前，在商用市場(chǎng)上，比較常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人主要有三類(lèi)，可完成各種繁重體力勞動(dòng)的農(nóng)田機(jī)器人，比如苗圃機(jī)器人（搬運(yùn)花盆并擺放整齊）、除草機(jī)器人、插秧機(jī)器人、施肥機(jī)器人等；可實(shí)現(xiàn)蔬菜水果自動(dòng)收獲、分選、分級(jí)等工作的果蔬機(jī)器人，比如采摘蘋(píng)果、采蘑菇、蔬菜嫁接機(jī)器人等；可替代人養(yǎng)牲畜、擠牛奶、剪羊毛等工作的畜牧機(jī)器人，如牧羊機(jī)器人、喂奶及擠奶機(jī)器人等。

農(nóng)田和果蔬機(jī)器人是運(yùn)用得比較廣泛的機(jī)器人之一，小范圍的全自動(dòng)種植園基本可以實(shí)現(xiàn)了。比如MIT曾在溫室搭建起自動(dòng)化平臺(tái)，種植圣女果。在這個(gè)完全由機(jī)器人管理的溫室里，每一株植物都配有傳感器，以監(jiān)控其生長(zhǎng)狀態(tài)。如果一株植物有點(diǎn)干，那么機(jī)器人就會(huì)被召喚來(lái)澆水。當(dāng)一個(gè)小番茄被鑒定為成熟了，機(jī)器人就會(huì)調(diào)用其視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)定位它所在的藤架位置，然后伸出長(zhǎng)長(zhǎng)的機(jī)械臂把小番茄摘下來(lái)?，F(xiàn)在，已經(jīng)有人開(kāi)發(fā)出適合于采摘葡萄的機(jī)器，并運(yùn)用在諸如勃艮第等地區(qū)的葡萄酒莊。不知道機(jī)器人參與葡萄的采摘過(guò)程，會(huì)對(duì)葡萄酒的風(fēng)味產(chǎn)生什么影響呢？

除了代替面朝黃土背朝天的農(nóng)民，機(jī)器人還可以代替牧民放牛放羊，喂草擠奶。一個(gè)名為AUTOGRASSMILK的項(xiàng)目就獲得了歐盟的“第七框架計(jì)劃”（7th Framework Programme，簡(jiǎn)稱(chēng)FP7，是歐盟投資最多的全球性科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃）的資助。據(jù)介紹，這個(gè)一個(gè)旨在造福于中小畜牧企業(yè)的合作計(jì)劃，幫助資助對(duì)象實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)放牧與機(jī)器人擠奶的一體化和自動(dòng)化。據(jù)公開(kāi)資料顯示，目前愛(ài)爾蘭和比利時(shí)分別有7個(gè)和4個(gè)農(nóng)場(chǎng)參與了該項(xiàng)目。

今年3月，歐盟就該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性在愛(ài)爾蘭進(jìn)行了評(píng)估，自動(dòng)擠奶系統(tǒng)獲得了非常好的發(fā)展，據(jù)預(yù)測(cè)，截至2020年，將會(huì)有20%的奶牛由機(jī)器人進(jìn)行擠奶。不過(guò)一個(gè)有趣的問(wèn)題是，奶牛是不是能很好地適應(yīng)機(jī)器擠奶呢？

這正是測(cè)試的目的，如何通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)擠奶與放牧。研究者利用70頭奶牛對(duì)一臺(tái)自動(dòng)擠奶機(jī)器進(jìn)行了試驗(yàn)——奶牛走過(guò)一套擠奶機(jī)器系統(tǒng)完成擠奶后，就可以到草場(chǎng)吃到新鮮的草料。也就是說(shuō)，奶牛想要吃到草料，就必須經(jīng)過(guò)擠奶機(jī)器人。研究人員通過(guò)這樣一種方式讓奶牛自愿走近擠奶機(jī)器人，據(jù)說(shuō)測(cè)試期間它們平均每天會(huì)自覺(jué)走過(guò)三次。如果這套“擠奶-放牧”機(jī)器人系統(tǒng)能夠成功，養(yǎng)殖人員甚至可以不用出現(xiàn)，或者可以同時(shí)照看幾頭奶?！切┎贿m應(yīng)新機(jī)器的奶牛，還是需要靠人力來(lái)擠奶。

愛(ài)爾蘭農(nóng)業(yè)與食品發(fā)展部的動(dòng)物與草場(chǎng)研究創(chuàng)新中心項(xiàng)目主管和高級(jí)研究員伯納黛特.奧布萊恩介紹道，目前這套系統(tǒng)只適用70-75只奶牛規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)，而對(duì)于那些有500頭以上奶牛的新西蘭大牧場(chǎng)主來(lái)說(shuō)，他們雖更希望也更歡迎機(jī)器人的出現(xiàn)，但可能需要更多設(shè)備。

或許傳統(tǒng)的農(nóng)牧場(chǎng)是人們最后一個(gè)想到的被機(jī)器人入侵的領(lǐng)域，但事實(shí)并非如此，這里有太多需要也可以由機(jī)器人代替的工作。不過(guò)，對(duì)于新興事物，總一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題：技術(shù)成熟度與成本。一臺(tái)采摘葡萄的機(jī)器人，需要2.5萬(wàn)歐元的造價(jià)成本，而上述歐盟測(cè)試的放牧與擠奶一體化系統(tǒng)，一套核心設(shè)備需要13.7萬(wàn)歐元，牧場(chǎng)升級(jí)改造則需要9.6萬(wàn)歐元。

要看到的是，勞動(dòng)力短缺與糧食短缺是不可逃避的問(wèn)題，用機(jī)器代替人力，也是不可逆的歷史與未來(lái)。相信不久的將來(lái)，更多更美味的食物會(huì)經(jīng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人之手送到餐桌上來(lái)。