传感器智慧树 智能巡田，无人喷药，无人除草，水果采摘，运输……这个农场里，这些事都是机器人干的

智能巡田、无人喷药、无人除草、水果采摘、运输……这个农场里，这些事都是机器人干的

来源：四川日报-川观新闻

川观新闻记者 史晓露 摄影报道

8月11日，成都天府童村无人农场内，工程师韩伟正忙着调试设备。最近，他们初步研发出一款水果采摘机器人，可在8秒内摘下一个苹果，并能判别出苹果的不同品种和成熟度。“随着农业机器人的推广应用，可极大减轻农民的采收劳动负担。”韩伟说。

韩伟在调试水果采摘机器人。

成都天府童村无人农场位于四川天府新区成都直管区白沙街道，这里是中国农业科学院农业资源与农业区划研究所（下称“中国农科院资划所”）智慧农业创新团队的技术集成示范基地，在国内率先集成了多款面向果园生产管理的机器人，包括智能巡田、无人化除草和喷药、水果采摘等。近日，记者来到这里，探访果园里的“黑科技”。

在天府童村无人农场内，几个集装箱搭建的房子引人注目，这便是中国农科院资划所的智慧果园研发基地。基地四周是十几亩郁郁葱葱的柑橘林，是科研人员的试验田。

成都天府童村无人农场内，中国农科院资划所的智慧果园研发基地。受访者供图

集装箱房屋内，韩伟正和一台水果采摘机器人进行实战演练。机器人大约80厘米高，下半身是一个移动小车，上半身带有一只长长的机械手臂，头部安装了两个摄像头。

“别看它个头不高，功能可不小。”韩伟介绍道，“这两个镜头相当于它的眼睛，可以对水果进行识别和定位。”韩伟拿起一个苹果放到它面前，它呆呆地看了两秒钟后，迅速伸出机械手臂抓住了苹果，然后将果子准确放进篮子里。机械手臂的末端由硅胶制成，可以无损伤地采摘水果。

这种近乎人工的采摘是如何做到的？“我们前期筛选了8000余张不同品种的苹果在不同形态下的图片，让机器进行深度学习。”韩伟说，目前这款机器人不仅能够判别苹果的颜色、大小、成熟度，还能判断果实是否被树枝遮挡，能根据采摘位置规划路径，完成采摘和放篮等任务，采摘的准确率达90%以上。

采摘机器人还有一个“小伙伴”——运输机器人。“运输机器人是果园里的‘小工兵’，通过我们研发的协作系统，能实现跟随与搬运，它们一个采摘，一个运输，巴适得很。”韩伟说，水果采摘是劳动密集型工作，虽然目前机器人的采摘效率还赶不上人工，但它胜在可以24小时作业，降低劳动成本。

当然，要实现果园无人化生产管理远不止于此。在基地内，语音控制、视觉识别、无人驾驶、人工智能等技术都派上了用场。目前中国农业科学院智慧农业研究团队已研发出无人喷药机器人、无人除草机器人、智能巡田机器人等多款果园作业装备。

无人喷药机器人。

无人喷药机器人能利用果园地图辨别病虫害发生的位置，实现“有树才喷、树密多喷、虫害处多喷、掉头处不喷”；无人除草机器人可以根据果园的“杂草分布图”智能规划路径，利用激光扫描仪进行定位导航，通过无人驾驶技术实现自主无重复除草，“有点类似于家里的自动扫地机器人。”韩伟介绍，初步估算，这两款机器人一天的植保面积分别可达50亩，是人工的5倍以上。

农业大脑：天空地一体化搜罗农业情报

要实现果园智能化无人化转型，背后需要一套强大的数据获取和处理分析系统。“我们已经在农场内构建起天空地一体化的农情智能感知装备。”中国农科院资划所研究员史云介绍道，农业的生产决策，有赖于全方位的农情信息，包括果园的土壤状况、气象环境、水肥动态，果树的生长状况、病虫害数据等。

果园里的传感器。

而这些数据，正是借助遥感卫星、无人机、物联网技术、土壤墒情传感器等各类设备获取。果园里安装了6台土壤墒情传感器，可以采集土壤中的温湿度、盐度、水分等数据；通过无人机低空盘旋，可以判读果树的宏观长势，精准采集单株果树的产量、病虫害等信息；奔走于果园间的巡田机器人，则能近距离感知田间的细微变化，捕捉果树的温度、湿度、病虫草害等数据……

“天空地海量数据，就像血液一样汇入超强的智慧农业大脑——田间服务一体机中，再通过边缘计算装置和人工智能算法，实现前端智能决策。”史云介绍，智慧农业大脑完成数据处理后，会生成各种机器人作业处方图，再通过田间服务一体机下发给前端的作业机器人，这样机器人就能自主完成作业。

未来，田间服务一体机可以与平板电脑、手机等终端设备连接，农民就可以实时收取农情提醒信息，控制智能机器人并观察它们的作业情况。

目前，这些蓝图仍在绘制当中。中国农科院智慧农业研究团队于2019年12月入驻成都，与成都农业科技中心等单位共同在成都建立研发基地，常驻研发团队成员有10余人，主要围绕果园无人化方向，进行技术和装备的研发与示范。

“当前几款机器人还在试验阶段，预计最快2年之后才能推向市场。”史云介绍，无人果园还面临技术不成熟、智能机器人购买和维护成本高昂等难题。

“比如智能采摘机器人，我们目前研发了8个月左右，但要在非标准化的果园中使用，难度较大。”韩伟介绍，果实的遮挡、摇动，外形、颜色的变化都会影响采摘效果，而且机器人要自如开行，对果园的行间距要求较高。

四川是水果大省，特别是晚熟柑橘规模在全国排名第一。不过，四川的果树普遍种植在丘陵山区，地块小，目前还不适宜大面积推广智能机器人。未来，该研发团队将结合四川的产业实际和地形条件，定制研发果园机器人，满足不同场景的果园需求。“相信通过反复试验和产品迭代，无人果园将不再遥远。”韩伟说。

本文来自【四川日报-川观新闻】，仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布传播服务。

ID：jrtt

用肌肤才能听见的“树木之歌”，诉说着人与自然永恒的联系

撰文 | 熊姣

戴维·哈斯凯尔是美国的生物学教授，研究生物演化和动物保护，尤其是森林里栖息的鸟类和无脊椎动物的保护。在他的著作中，始终在强调生命网络，强调生物之间肉眼可见的联系，或者是更细微的、更难以察觉的联系。他的第一部著作《看不见的森林》之所以受到读者欢迎，主要在于它以精准细致的描写，把这种生物之间的相互作用体现出来。第二本书《树木之歌》的中译版，同样由商务印书馆出版，插图仍然是为《看不见的森林》配图的自然笔记作者年高绘制，不同的是更着重表现生态和场景。这本书虽然也是从树木出发，但是观察的对象相对分散，思维发散性更强。它以空间坐标为轴心，选择了世界上不同地方、不同生态环境下的十几种树木，来研究这种存在和延续了上亿年的联系：树与周围环境中的各种生物，包括与人类之间的联系。《树木之歌》观察和记录的对象，已经不单是森林里的树木和栖息在这里的其他生物，而是辐射到更广阔的领域，把不同地区的人、社群、民族国家和整个人类共同体包括进来。

《树木之歌》，[美] 戴维·乔治·哈斯凯尔著，商务印书馆2020年7月

《树木之歌》中生命网络的联系，包括好几个层次。这里只简单地讲两个层次。

衣服会阻碍我们听树木歌唱？

第一个层次，是延续《看不见的森林》的观察方式，将自身融入到环境中去，安静地倾听和记录生物与周边环境的联系。树木覆盖地球表面，为各种生物提供庇护所，是各种关系发生的基础。最明显，就是从最低等生命到最高等生命组成的生物网络；细菌、真菌、昆虫、鸟类等非人类物种都是这个网络的重要组成部分。生物之间的关系表面呈现为矛盾冲突的形式，也就是经常说的生存斗争——我们很容易看到一些激烈甚至可怕的冲突，而且雨林中的生物战争不单是蛇、食人鱼之类，大多数生物斗争发生在感官无法察觉的尺度上，需要靠更细致的、科学解剖式的观察才能够体会到。因为“人类的感官被调教成只感受那些能发出巨大响声的生物”，我们会选择性地只去关注跟我们自身相关的联系，忽略那些看起来跟人并不直接相关的联系。但实际上，很可能被我们忽略的那些联系，才是对整个生命共同体而言更为重要的。

现代科学可以弥补这种或是出于习惯性的忽视，或是人类作为一个物种在总体感官上的不足造成的无知。比如《树木之歌》里提到了生态学家使用的各种设备，一种是用带子把一个拇指大小的超声波传感器绑到西黄松的树枝上，再连接在电脑上，就可以通过屏幕上的图像来观测和倾听树木内部的故事。“树枝释放出噗的一声超声波，图像就颠簸一格。”“电子传感器还能检测到树枝内更小气泡的运动。这些气泡沿着导管细胞的边缘聚集，它们就像气球做的墙壁一样，具有弹性，能交替吸收和释放压力。当干燥的细胞再次开始吸水，这层泡沫墙变得剧烈，发出超声爆裂。树木中的导管，就像老房子的水管，被水的运动敲击着，发出呻吟，只不过导管细胞发出的声音要比水管高许多个八度。”还有一种是水中听音器，一种放置在鸡蛋大小的橡胶壳里的防水麦克风。

除了科学的理性分析，还可以借用诗人的感性来体会这种联系。比如说树木的声音，《树木之歌》里提到了一种树——西黄松。同样是西黄松的声音，在约翰·缪尔的记录里，他能听到西黄松的针叶在风中发出“最美妙的音乐”“自由的，像鸟儿振翅般的嗡嗡声”。而哈斯凯尔听到的是悲戚、急切的哭号。这种差异其实是由理性的科学分析和感性的体验共同造成的。从科学角度来解释，缪尔和哈斯凯尔听到的其实是不同的“方言”，也就是不同的小环境塑造出的同一个物种的特性。西黄松变化多端，除了树脂的气味会随着地点改变，针叶的形状和硬度也有区域性。针叶的长度、表皮层下细胞壁的厚度，土壤的干湿度，这些看起来不相干的因素都会塑造树木在风中发出的声音。不仅如此，我们对某个地方听到的某种树木的声音，也会在潜意识中起到决定作用。打个最浅显的比喻，你童年的时候家门口种了一棵枣树，成年以后在其他地方见到一棵枣树，你对小时候那棵树的记忆就会叠加到你对眼前那棵树的感受中来。再比如你在文学作品里读过某些植物的名字，就会自动把这种植物与小说塑造的特定场景融合在一起。

《看不见的森林：林中自然笔记》 [美] 戴维•乔治•哈斯凯尔著，商务印书馆2014年1月。

不管是记忆和感性的影响，还是通过理性客观的分析，我们都在体会与周围事物的联系。要真正体会到日常的表面联系之下那些大多数时候被人忽略的联系，除了耳朵要更加敏锐、更贴近去听，其他的感官同样需要从麻木状态中唤醒。“比起耳朵，皮肤能够更好地感受到这些轻微的声音。像梨树一样，我们的整个身体都有‘听觉’。倾听，不仅仅是来自耳朵的感觉。我们所感受到的，是身体同絮絮叨叨的世界一齐对话的结果。”

《看不见的森林》里有一个章节可能会给读者留下比较深刻的印象，作者为了感受山雀是怎样越冬御寒的，在寒冷天气里脱掉了自己的衣服，冻得瑟瑟发抖。在《树木之歌》里描写雨天倾听不同植被的声音差异时，又明确提到了衣服的问题。“在这里，人类那些防水的发明不仅无效，还会使耳朵变得迟钝。雨衣可以防雨，但塑料质地放大了热带的高温，汗水从雨衣里浸透衣服。跟许多其他的森林不同，这里的雨声透露了那么多的声学信息，而雨衣发出的窸窣声，噗噗声，或是雨滴落在机织涤纶、锦纶、棉布上的啪啪声，都将阻碍我们获取声音信息，分散我们的心神。人类柔软细腻的发肤，都近乎沉默。对于雨滴，我的手掌、肩膀以及脸颊用触觉来回应，而不用声音表达。”当年的西方传教士要求殖民地的原住民都穿上衣服，这让原住民感到“尴尬，受到束缚”。因为衣服把他们从声音的群落中剥离了。“这种认知上的局限，不经意中使耳朵封闭，并且远离了森林。某种程度上就此关闭了我们与植物、动物间的关系之门。”“正如工厂里的工人被机械噪声震聋，布料的穿着者也因此失去了倾听的能力。”

脱下衣服，实际是脱下现代文明的束缚，去感受人与周围环境最密切的联系。从隐喻的层面来说，衣服代表那些让现代人逐渐远离自然环境的错误观念的影响。《树木之歌》里有很多地方都能让人联想到培根所说的“四种假象”，也有称“四种偶像”，种族假象、洞穴假象、市场假象、剧场假象。“柏拉图的洞穴”隐喻，也出现在《树木之歌》里面。在亚马孙的雨林里爬到高大的吉贝树树梢，看一眼林冠层的景象，再回到地面熟悉的世界时，就“仿佛回到了柏拉图的洞穴”。这个洞穴，某种意义上就是作者所接受的西方教育和习以为常的生活模式。

当现代文明遭遇森林：在倾听树木的歌声里找回与自然的联系

这就涉及第二个层次的联系：以西方国家为代表的现代文明与原住民文化之间的联系。

西方人试图通过在亚马孙雨林上搭建的金属塔梯去理解原住民所感知的世界，看到的很可能是另一种幻象。亚马孙的原住民作为猎人、采集者和耕种者，在亚马孙西部生活了几千年。西方人很难融入他们的社群中去观察和理解他们的社会关系与思维方式，甚至很难用西方人的语言去如实地描述和评价他们。比如，瓦拉尼社群眼中的植物和西方人眼中的就不一样，他们不用林奈双名法给植物命名，而是用植物在人类文化中的生态关系或者用途来描述。一棵吉贝树，对现代的学科体系来说，是锦葵科吉贝属的高大乔木，但对那些原住民来说，是某个时刻给某个人指引过道路、某个时刻有某只动物曾在这里停歇的一棵独一无二的树。他们同样重视个体、自主性和技能，但都是在社会关系和共同体的背景下表达出来的。原住民注重所谓的“森林精神”，这种精神跟他们的社群是一体的。当西方人试图通过搭建直通树冠层的金属塔梯去体会原住民所谓的森林“精神”时，这种西方哲学本身也对原住民的信仰造成了伤害。类似的，早期西方传教士和殖民者的“同化”，还有现代全球语境下的工业经济所带来的利益诱惑，都会对原住民的生活产生影响。“亚马孙的原住民本身也像其他人一样在依靠自己的历史经验来感知世界，这种理解必然会随着时间的变化，不断增添新的情境和特质，并且有选择性地用务实的方式展现给外界。” 原住民在试图重建人与森林的关系，抗争工业活动在他们的土地上造成的破坏。他们用通行的语言来表达抵抗外界的攻击，拒绝用物质财富和线形发展希望靠联盟来良好和谐的生活。所以爬到塔梯上去听，只是“通过自己并不完美的耳朵听到了树木的声音，或许只是自以为听到了”。这种矛盾同样体现在人作为一个特定的物种，或者是受过现代科学教育的特定个体，去观察其他物种行为的过程之中。

就像《看不见的森林》里所说的那样：“一切故事都部分包裹在虚构之中——这形形色色的虚构，或是出自简单化的假想，或是出自文化短视（cultural myopia），以及故事讲述者的骄傲。我学会陶醉于故事中，而不是将故事误当作世界明澈而妙不可言的本职。”一个美国生物学教授在亚马孙的雨林里感知的万物之间的联系，其实是西方文化允许他听到的、原住民社群试图表达给他的，以及以我们现有的科技水平所能够触及的。所以《树木之歌》里非常关键的一部分，不是在森林里用耳目去看去听，或者借助仪器去观察和倾听，而是通过与人的交谈来感受这种联系。作者同亚马孙雨林的原住民交谈，同美国曼哈顿大街来来往往的行人交谈，同日本广岛原子弹爆炸的幸存者交谈。在此过程中，他一直在努力做一个观察者，就像他在《看不见的森林》中所说的，频繁拜访，不惊扰，不干涉，如实记录环境中发生的一切。与此同时，正如人的声音是树木之歌的一部分，人本身也是生命共同体的一部分，生命网络中无法割裂的一环。个体的人不可能脱离整个网络，他在与树木和原住民建立联系的过程中，编织出整个故事。

亚马逊雨林

《树木之歌》在全球地图上选取了几个地点，包括冲突最激烈和争端最明显的热点地区。比如厄瓜多尔的石油钻井和国家公园森林保护之间的冲突，耶路撒冷在以色列和巴勒斯坦之间建立纽带关系的橄榄树。西方与殖民地原住民、民族国家之间的对立和冲突，是联系的一种形式。“橄榄树”这个章节中有这样一段话：“当人们和树木失去了给予彼此生命的牵连时，肥沃的土地就枯萎了。战争和颠沛流离，不仅仅切断了人和土地的关联。从土地上逃离的人们，也抹杀了土地所承载的知识。因为工业而流离失所的亚马孙的瓦拉尼人，被殖民者杀害和驱逐的北美印第安人，被流放巴比伦的犹太人，浩劫之后的巴勒斯坦人，甚至是和平时代因为利润微薄而导致的农业人口流失……所有这些都导致烙印在人类与其他物种联系之中的记忆，逐渐消失殆尽。流离失所的人们，可以书写出脑海中的东西，并加以保存，但是，那些需要通过持续的关系而产生的知识，在联系断裂的时候就会死去，留下的仅是一个缺乏智慧和生产力，缺少恢复能力和创造性的生命网络。人类在这些混乱和损失之中传承、生活。然而，当我们建立新的关系时，将把生命重新缝合在一起，并增加生命网络的美丽和潜力。在厄瓜多尔，奥米尔基金会在退化的土地上重植森林，重构植物和人类的关系，他们继承了祖辈的知识，并将它们传承给成百上千的年轻人。”

哈斯凯尔作为生物学家和博物学家，并没有过多地评价这些国际上的对立和冲突，但是他从生态学角度得出的结论是：冲突和伤害都是局部的，只是对个体而言的，种种动荡和激变，最终都会达成整个生命共同体的和谐。个体的死亡恰恰是为了整个生命网络的存续。化用尼采的名言，生命网络的特征就是“杀不死我的，必将成为我的一部分”。万事万物之间都存在相互联系，这种生物学观念运用到整个人类社会中，形成了一种逻辑自洽的道德体系。

生命网络表述的，通常是一种建立在不确定性上的永恒。比如一株菜棕，它“扮演了《圣经》中被称为傻瓜的角色，在沙子上建立生命，借此度过一生。一棵菜棕的生命，通常长于一个世纪，在它死亡之时，它发芽那时的地貌早已改变。这不是悲剧，而是沙质海岸必经的历程。我一开始没有意识到这点，但事实上海浪的力量和沙子的流动，塑造了菜棕的每一部分的‘存在’。不论是它的身体，它的果实，它的幼苗期，它叶片细胞中的化学物质，都植根于此。”这样一种流动中的永恒，或许能避免虚无主义导致的绝望。

个体总会消亡，但生命网络中的联系会永远延续下去。“死后还有生命存在，只不过并非永生。”死亡并没有终结网络间的联系。“当树木腐烂时，死去的原木、树枝和树根成了成千上万种关系的焦点。森林里，至少有一半的其他物种，在树木横陈的尸体上或枯木内，寻找食物和家园。”

树木是一种隐喻，它让我们把注意力转移到自我之外，从关系、网络中去认识周围的事物。这意味着人和外界事物的关系是对等的，我们在对它们施加作用的同时，也会受到它们的影响。人是自然的一部分，人在按照自己的安排行事，而最终的结果，将取决于各种偶然性的邂逅。

作者 | 熊姣

编辑 | 刘亚光

校对 | 吴兴发

来源：新京报

相关问答

随着物联网的高速发展,人们对于传感器技术的需求不断提高,希望实现更多更快速、有效、精准的测量要求。举个例子,以前的人们并不注重度量技术,更在意能否节...

[回答]神经元突起分轴突和树突,树突内的结构与神经元核周质基本相似.树突分支上常见许多棘状的小突起,树突棘是神经元之间形成突触的主要部位.树突棘和树...

过电子磅时有树抵在旁边不会影响重量,因为电子磅使用的是压力传感器原理,其测量的是所放置物体的重量,而不受周围环境的影响。因此,有树抵在旁边对于被称量物...

思科公司首席未来畅想家戴维·埃文斯表示,3D打印机、传感器网络、虚拟人以及正在研发中的其他技术将在未来10年内戏剧性地改变我们的世界。随着计算能力呈指数...

你这是句比喻吗?树当然不会人那样的心跳。不过我们可以借助来对比一下。它的年轮就象我们的年龄,它的导管就象我们身体内输送营养物质的血管,它的根...

[最佳回答]1、通过曲轴的位置传感器,您可以知道气缸的哪个活塞位于上止点,通过驼峰树的位置传感器,您可以知道气缸的哪个活塞处于压缩过程中。发动机计算机知...

文/农资人实录啥叫精准农业?这是相对于传统农业而来的。我们知道,世界及我国农业发展经历了三个阶段:原始农业、传统农业、现代农业。生产工具的应用代表着...

[回答]成功登月五次,失败一次.阿波罗11号推进装置:“火星”V火箭时间:1969年7月16日—24日乘员:阿姆斯特朗、科林斯、奥乐德林飞行时间为8天3小时,首...

认知路径有两种:1、在感知域内截获的感知信号,将信号转化为感知体信号的传感器;2、在认知体内演绎构型而形成的认知树;多一个传感器,我们就多一个认知路...

美国桑迪亚国家实验室(SNL)的机器人工程师正在开发可以捕获飞行中敌对无人机的无人机。由北约和平与安全科学计划资助的移动自适应无源反无人机系统(MARCUS)...