農業ロボティクス: ロボットはどのようにして私たちの食べ物を助けに来ていますか？

By Fouad Sabry

農業ロボティクスとは

毎日、ロボット革命が進んでいることを思い出します。自動運転車から自動キャッシャーまで、ロボットはますます私たちの日常生活の一部になりつつあります。私たちの注目のほとんどは製造業のロボットに集中していますが、ロボットが他のどの分野よりも影響を与える可能性のある重要な活動分野が1つあります。確かに、食品は絶対的な要件であり、どんなコストでも生産されなければなりません。その結果、私たちはより多くの農民またはわずかな労働力で食糧を生産する新しい方法のいずれかを必要としています。ロボットはその日を救うために道を進んでいます。
農業ロボット工学の準備はできていますか？

どのようにメリットがありますか

（I）次のトピックに関する洞察と検証：

第1章：農業用ロボット
第2章：農業用無人機
第3章：無人トラクター
第4章：ファームボット
第5章：オープンソースエコロジー< br />第6章：雲の種まき
第7章：空中種まき
第8章：機械化された農業
第9章：農業機械
第10章：精密農業
第11章：農業における情報通信技術
第12章：マシンビジョン

（II）農業ロボティクスに関する一般のトップ質問への回答。
（III）多くの分野での農業ロボティクスの使用に関する実際の例。
（IV）簡単に説明する17の付録266農業ロボット工学の技術を360度完全に理解するための各業界の新興技術。

この本の対象者

専門家、学部生、大学院生、愛好家、愛好家、およびあらゆる種類の農業ロボット工学の基本的な知識や情報を超えたい人。

• Language: 日本語
• Publisher: 10億人の知識があります [Japanese]
• Release date: Oct 6, 2021

Book preview

引用符

ロボット工学について発見することは無限にあります。その多くは、人々が信じるには素晴らしいです。

ダニエル・H・ウィルソン

ハンズオン体験は、ロボット工学のすべての学際的な側面について学ぶ最良の方法です。

ロドニー・ブルックス

今日のロボット工学の分野を見ると、ロボットは最も深い海に行ったと言えますが、火星に行ったことがあります。彼らはこれらすべての場所でしたが、彼らは今あなたのリビングルームに入り始めています。あなたのリビングルームはロボットのための最後のフロンティアです。

シンシア・ブリージール

技術とロボット工学は進歩しており、将来的には労働者の必要性を減らすでしょう。

ヤン・C・ティン

自動化、人工知能、ロボット工学の進歩は、生産性を向上させる一方で、労働力に大きな混乱を引き起こすでしょう。

ジョン・ヒッケンルーパー

農業用ロボット工学

著者によるその他の本

1 – スマートマシン

2 – 脳のコンピュータのインターフェイス

3 – 群れの知能

4 – 自律走行車

5 –自律ドローン

6 – 自律型ロボット工学

7 – 自律兵器

8 – 農業用ロボット工学

***

10億人の知識

農業用ロボット工学

ロボットはどうやって私たちの食べ物を救出するのですか?

フアド・サブリー

著作権

農業ロボティクス 著作権©2021年、フアド・サブリーによって。すべての権利予約。

すべての権利が予約されています。本書のいかなる部分も、著者の書面による許可なしに、情報保存および検索システムを含む電子的または機械的手段によって複製することはできません。唯一の例外は、レビューで短い抜粋を引用することができるレビュー担当者です。

フアド・サブリーがデザインしたカバー。

この本はフィクションの作品です。名前、文字、場所、およびインシデントは、著者の想像力の産物であるか、架空に使用されます。実際の人、生きているか死んでいるか、出来事、またはロケールに似ている場合は、まったく偶然です。

ボーナス

あなたは 1BKOfficial.Org+農業ロボティクス@gmail.comに電子メールを送ることができます 農業ロボティクス: ロボットはどのように私たちの食べ物の救助に来ていますか?、または単にこのリンクをクリックして、電子メールクライアント上で送信をクリックすると、この本の最初のいくつかの章を含む電子メールが表示されます。

フアド・サブリー

1BKのウェブサイトをご覧ください。

www.1BKOfficial.org

前書き

なぜ私はこの本を書いたのですか。

この本を書く物語は、私が学生だった1989年に始まりました。

それは、現在多くの先進国で利用可能なSTEM(科学、技術、工学、数学)の学校に似ています。

STEMは、学際的かつ応用的なアプローチで、科学、技術、工学、数学の4つの分野で学生を教育するという考え方に基づくカリキュラムです。この用語は、通常、学校での教育方針やカリキュラムの選択に対処するために使用されます。これは、労働力開発、国家安全保障上の懸念、移民政策に影響を与えます。

図書館には毎週授業があり、各生徒は自由に本を選んで1時間読めます。授業の目的は、教育カリキュラム以外の科目を読むことを生徒に奨励することです。

図書館では、棚の本を見ている間に、5部で合計5,000ページの巨大な本に気づきました。本名は、私たちの周りのすべてを記述する「技術百科事典」、半導体に絶対的なゼロ、その時のほとんどすべての技術は、カラフルなイラストと簡単な言葉で説明されました。百科事典を読み始め、もちろん週1時間の授業では終えることができなかった。

だから、私は父に百科事典を買うように説得した。私の父は私の人生の初めに私のためにすべての技術ツールを買いました, 最初のコンピュータと最初の技術百科事典, そして両方とも私と私のキャリアに大きな影響を与えます.

今年の同じ夏休みに百科事典全体を終え、宇宙の仕組みや日常の問題に対する知識の応用方法を見始めました。

技術に対する私の情熱は30年前より始まり、まだ 旅は続いています。

この本は、私が高校生の時と同じ素晴らしい経験を読者に与えようとする私の試みである「新興技術百科事典」の一部ですが、20番目のエンターy技術の代わりに、私は21番目の新しい技術、アプリケーション、業界ソリューションにもっと興味を持っています。

「新興技術百科事典」は365冊の本で構成され、各書籍は 1つの新興技術に焦点を当てます。本書の最後にある「近日公開」の一部で、新興技術とその業界別の分類のリストを読むことができます。

読者に1年の期間内に毎日1つの新興技術に関する知識を増やす機会を与えるために365冊の本。

***

紹介

どうやってこの本を書いたのですか。

「新興技術百科事典」のすべての本の中で、私は、新進技術についての彼らの質問に答えようと、人々の心から直接、即座に、生の検索の洞察を得ようとしています。

毎日30億件のGoogle検索があり、その20%がこれまでに見たことがありません。彼らは人々の思考への直接のラインのようなものです.

時にはそれは「紙詰まりを取り除く方法」です。他の時には、 それは彼らがGoogleと共有するだけの痛烈な恐怖と秘密のハンカチ です。

「農業ロボティクス」に関する未開拓のコンテンツアイデアの金鉱を発見するために私の追求では、私はGoogleのような検索エンジンからのオートコンプリートデータを聞くために多くのツールを使用し、その後すぐにすべての有用なフレーズと質問をクランクアウトし、人々はキーワード「農業ロボティクス」の周りに尋ねています。

それは人々の洞察力の金鉱であり、私は新鮮な、超有用なコンテンツ、製品やサービスを作成するために使用することができます。親切な人は、あなたのような、本当に欲しいです。

人の検索は、人間の精神で収集された最も重要なデータセットです。したがって、この本はライブ製品であり、常に「農業ロボティクス」に関する新しい質問のためのより多くの答えによって更新され、あなたと私と同じように人々に尋ねられ、この新しい新しい技術について疑問に思い、それについてもっと知りたいと思っています。

番目この本を書くアプローチは人々がどのように検索するかをより深いレベルで理解する農業用ロボット工学,質問やクエリを明らかにするIだろう no必ずしもの上から考える私の頭でこれらの質問に答える超簡単そして消化言葉,そして宛先操縦するザ本頃簡単な方法で。

だから、この本を書くことに関しては、私はそれが可能な限り最適化され、ターゲットにされていることを確認しました。この本の目的は、人々が「農業ロボティクス」についての知識をさらに理解し、成長させるのを助けることを目的とします。私は人々の質問にできるだけ密接に答え、より多くのことを示そうとしています。

人々が抱える質問や問題を探求し、直接答え、本の内容に洞察力、検証、創造性を加え、ピッチや提案さえも提供する素晴らしい、そして美しい方法です。この本は、豊かで混雑が少なく、時には驚くべき再捜索需要の領域を明らかにしています。このアプローチを使って本を読んだ後、私は潜在的な読者の心の知識を信じることが期待されているのは間違いありません。

私はこの本の内容を常に新鮮にするためにユニークなアプローチを適用しました。このアプローチは、検索リスニングツールを使用して、人々の心に耳を傾けることによって異なります。このアプローチは、私が助けになりました:

読者がどこにいるか正確に知ることができるので、和音を打ち、トピックをより理解できる関連コンテンツを作成できます。

脈拍にしっかりと指を置いておくので、人々がこの新しい技術について新しい方法で話すときに最新情報を入手 し、 時間の経過とともにトレンドを監視することができます。

疑問の隠された宝物を発見するコンテンツの関連性を高め、それに勝利の優位性を与える予期しない洞察と隠されたニッチを発見するために、新興の技術についての答えが必要です。

読者が望むコンテンツに関するガットフィールと推測に時間を無駄にするのをやめ、人々が必要とするもので本の内容を埋め、憶測に基づいて無限のコンテンツアイデアに別れを告げます。

しっかりとした意思決定を行い、リスクを減らして、人々が読みたいこと、知りたいもの(リアルタイム)に最前列の座席を取得し、検索データを使用して、どのトピックを含め、どのトピックを除外するかを大胆に決定します。

コンテンツ制作を合理化して、日々、数週間の時間を節約するために個々の意見を手動でふるいにかけずにコンテンツのアイデアを特定します。

質問に答えるだけで、人々が簡単な方法で知識を増やすのを助けるのは素晴らしいことです。

この本の書き方は、照合して、検索エンジンで読者から尋ねられている重要な質問を追跡するほどユニークだと思います。

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確認

本を書くことは想像以上に難しく、想像以上にやりがいがあります。一流の研究者による作業が完了しなければ、このことは不可能であり、この新しい技術に関する国民の知識を高めるための努力を認めたい。

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献身

啓発された人々は、物事を異なる方法で見て、世界をより良くしたいと思う人は、現状や既存の状態が好きではありません.あなたは彼らにあまりにも多くの反対をすることができますし、あなたは彼らとさらに議論することができますが、あなたはそれらを無視することはできませんし、彼らは常に物事を変えるので、それらを過小評価することはできません.彼らは人類を前進させ、狂ったものやアマチュアと見なす人もいれば、世界を変えることができると思うほど啓発されている人は、人々を啓発に導くものなので、天才やイノベーターを見る人もいます。

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エピグラフ

"Foodは、何としても生産されなければならない必需品です。したがって、限られた人材で食料を生産するには、より多くの農家またはより多くの方法が必要です。ロボットが救助に来ている。~ジョン・ビリングスリー、サザンクイーンズランド大学、メルボルンのデニー ・オエトモ大学、ジョン・リード、ジョン・ディア.

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目次

引用符

農業用ロボット工学

著者によるその他の本

著作権

ボーナス

前書き

紹介

確認

献身

エピグラフ

目次

第1章 農業ロボット

第2章 農業用ドローン

第3章:ドライバーレストラクター

第4章 ファームボット

第5章 オープンソースエコロジー

第 6 章: クラウドシード

第7章:空中播種

第8章 機械化農業

第9章 農業機械

第10章 精密農業

第11章:農業における情報通信技術

第12章 マシンビジョン

エピローグ

著者について

もうすぐです

付録:各業界の新しい技術

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第1章 農業ロボット

自律農業ロボット

農業用ロボットは農業用途に使われるロボットです。今日、農業におけるロボットの主な応用は収穫段階です。雑草の制御、雲の播種、種の植え付け、収穫、環境監視、土壌分析は、ロボットやドローンの新興農業アプリケーションの一部です。検証済み市場調査によると、農業用ロボット市場は2025年までに115億8000万ドルに達すると予測されています。

全般

フルーツピッキングロボット、ドライバーレストラクター/スプレーロボット、羊のせん断ロボットはすべて、人間の仕事を置き換えることを目的としています。作業を始める前に、多くのことに対処する必要があります(例えば、摘み取る果物の大きさと色)。ロボットが行うことができる他の園芸業務には、トリミング、除水、散布、監視などがあります。ロボットは自動搾乳、洗浄、去勢などの家畜ロボットアプリケーションでも利用できます。これらのロボットは、生鮮食品の品質向上、生産コストの削減、手作業の需要の減少など、農業産業にとって多くの利点を有しています。また、トラクターや他の有人車両が労働者にとって安全でない雑草やブラケン散布などの手動活動を自動化するためにも使用できます。

デザイン

A green and black lawn mower Description automatically generated with low confidence

フィールドワークロボット

エンド エフェクタ、マニピュレータ、グリッパーは、機械設計の一部です。タスク、経済効率、必要なモーションなど、いくつかの要素は、マニピュレータの設計で対処する必要があります。エンドエフェクタは果物の市場価値に影響を与え、グリッパーのデザインは収穫される作物によって決定されます。

エンドエフェクター

農業ロボットのエンドエフェクタは、ロボットアームの端に見られるデバイスで、さまざまな農業作業に使用されます。いくつかのタイプのエンドエフェクターが開発されました。エンドエフェクターは、収穫、ベリーの間引き、散布、袋詰めのために日本のブドウ栽培事業に採用されています。それぞれが、活動の性質、ならびにターゲット果実の形態と大きさに基づいて作成された。例えば、収穫エンドエフェクターは、ブドウの束を握り、カットし、押すために構築されました。

ベリーの間引きは、ブドウの市場価値を高め、ブドウのサイズを大きくし、束ねプロセスを容易にするために使用されるブドウに対して行われるもう一つの技術です。ベリーの間引きのためのエンドエフェクターは、3つの部分で構成されています: 上部, 中央, 底.上部のセクションは2つの版と開閉できるゴムから成っている。ブドウはラチの枝を分解し、ブドウの束を抽出するために2つのプレートの間に圧縮 されます。中央のセクションには、針板、圧縮スプリング、および表面全体に穴がある別のプレートがあります。2つのプレートが一緒に押すと、針がブドウを突き刺します。下のセクションには、その長さを標準化するために束を切断することができる切断装置が含まれています。

噴霧用のエンドエフェクタは、マニピュレータに連結されたスプレーノズルである。実際には、生産者は、化学液体が束全体に均一に分散されていることを保証したいと考えています。設計の結果、ノズルが目標から安全な距離で残っている間に一定の速度で動くので、化学薬品は均等に分配される。

袋詰めプロセスは、ブドウ生産プロセスの最後のステップです。袋のフィーダーおよび2本の機械式指は袋詰めの終わりのエフェクターに造られる。袋詰めプロセスの袋のフィーダーは絶えず上下の動きで指に袋を提供するスリットから成っている。袋が指に供給されている間、袋の上端にある2つの葉のスプリングはそれを開いたままにします。袋は束にブドウを保持するように設計されている。袋詰め操作が終了すると、指が開き、袋が解放されます。これは、葉のスプリングを閉じ、袋を密封し、再び開くのを防ぎます。

グリッパー

グリッパーは、所望の作物を収穫するために使用されるグリップ装置である。グリッパーの設計は、シンプルさ、低コスト、および有効性に基づいて行います。その結果、設計は、多くの場合、彼らの仕事を完了しながら一元的に移動することができる2つの機械的な指で構成されています。デザインの詳細は、目の前のタスクによって決定されます。グリッパーは、例えば、収穫のために植物をカットする必要がある技術で鋭い刃を装備していました。

マニピュレータ

マニピュレータを使用すると、グリッパーとエンド エフェクタが周囲を移動できます。マニピュレータは、グリッパーを所定の位置に保ち、適切な高さで維持する4つの平行な4本の棒リンクで構成されています。マニピュレータは、1、2、または3つの空気圧アクチュエータを装備することもできます。空気圧アクチュエータは、圧縮空気をエネルギーに変換して直線的で回転運動を行うモーターです。高いパワー対重量比のため、空気圧アクチュエータは農業用ロボットに最も効果的なアクチュエータです。単一のアクチュエータの配置はマニピュレータのための最も費用効果の高い設計であるが、それはまた最も適応可能である。

発達

農業用ロボット工学の最初の開発は、自律走行車のガイダンスを農業に組み合わせる研究が具体化し始めた1920年代にさかのぼるかもしれません。この研究は、1950年代から1960年代にかけての自律農業車両の開発をもたらしました。しかし、車はまだ彼らの動きを導くためにケーブルシステムを必要としていたので、コンセプトは完璧ではありませんでした。農業ロボットは、他の産業の技術が進歩するにつれて進化し続けました。マシンビジョンガイダンスは、コンピュータの開発に続いて、1980年代まで不可能でした。

長年にわたる他の進歩には、フランスと米国の両方でロボットを使ったオレンジの収穫が含まれています。

ロボットは何十年もの間、屋内産業環境で使用されてきましたが、外部の農業ロボットはより洗練され、建設が困難であると考えられてきました。これは、安全性に対する懸念と、様々な環境条件や予測不能に対して脆弱な作物を摘む複雑さによるものなのです。

市場における需要

農業分野で必要な作業量が懸念されています。高齢化が進む中、日本は農業労働市場の要求に応えることができません。同様に、米国は今日、かなりの数の移民労働者に依存していますが、季節的な農民の減少と移民を制限するための政府の措置が強化されたため、彼らも需要を満たすことができません。企業は、シーズンの終わりまでに作物をすべて集めることができないため、作物を滅ぼすことを余儀なくされる場合が多い。さらに、今後数年間で供給する必要がある人口の拡大に対する懸念があります。その結果、農業機械の改良が、長期的な使用に対してより費用対効果と実用性を高める必要が強い。

現在のアプリケーションとトレンド

現在の研究の多くは、自動運転車の開発を目的としています。この研究は、ドライバーアシスト技術と自動運転車の進歩に基づいています。

ロボットは農業農作業の多くの分野に組み込まれていますが、まだ主に作物の収穫を欠いています。これは、企業がますます特定の農場の義務を果たすロボットを開発するにつれて変化し始めています。作物を収穫するロボットの最も重要な懸念は、イチゴのような柔らかい作物を収穫することです。これらの予約にもかかわらず、この分野で進歩が行われています。共同創設者のゲイリー・ウィシュナツキ氏によると、現在フロリダ州で評価されているハーベスト・クルー・ロボティクスのイチゴピッカーの1つは、「わずか3日間で25エーカーの畑を選び、約30人の農業労働者の労働力を置き換えることができる」という。リンゴやブドウなどの収穫も同様に進んでいます。リンゴの収穫ロボットの現在の改善は、商業的に実現可能にはあまりにも低迷しています。現代のロボットは5~10秒に1個の割合でリンゴを収穫できるのに対し、平均的な人は毎秒1個を収穫する。

農業企業が自ら設定したもう一つの目標は、データの収集です。世界の人口が急増し、それを養う労働力の不足に対する懸念が高まっている。データ収集は、ファームの生産量を増やす手段として開発されています。果物の木をスキャンすることで、AgriDataは現在、それを達成し、収穫に最適な時期を決定する農家を支援する革新的な技術を開発しています。

アプリケーション

農業では、ロボットは様々な方法で使用することができます。マーリンロボットミルカー、ロスフィア、ハーベストオートメーション、オレンジハーベスター、レタスボット、およびウィーダーは、ロボットの例とプロトタイプです。ミルクボットは、農業におけるロボットの大規模な応用の一例です。これは、その効率と移行の必要性の欠如のために、英国の酪農場の間で人気があります。デビッド・ガードナー(英国王立農業協会のCEO)によると、ロボットは繰り返しであり、ロボットが特定の場所に座ることを許可されていれば、複雑な活動を行うことができます。さらに、繰り返し操作(搾乳など)を行うロボットは、通常の特定の標準に従って動作します。

園芸は、使用の別の領域です。ハーベストオートメーション株式会社は、RV100園芸アプリケーションを作成しました。RV 100は温室または屋外で鉢植え植物を輸送するためのものである。スペース機能、収集、および統合は、鉢植えの処理と整理におけるRV100の任務の一つです。RV100を採用する利点は、優れた配置精度、屋外および屋内の自律的な操作、および低い生産コストです。

例

Thorvald - 佐賀ロボティクスが開発した自律型モジュラー多目的農業ロボット。

ヴィノボットとヴィノキュラー

LSUのアグボット

ハーベストオートメーションは、温室用ロボットを開発するために、元iRobotの従業員によって設立された会社です

ルートAIは温室で使用するためのトマト狩りロボットを作りました

ロボット収穫とアグロボットからのイチゴピッキングロボット

小型ロボット会社は、小さな農業ロボットの範囲を開発し、それぞれが特定のタスク(雑草、散布、穴の掘削、..)に焦点を当て、AIシステムによって制御されています

アグリーンカルチャー

ecoRobotixは、太陽光発電の製法と散布ロボットを作りました

ブルーリバーテクノロジーは、散布を必要とする植物のみをスプレーし、除草剤の使用を90%削減するトラクターの農場の実装を開発しました

キャスモボット次世代スロープ芝刈り機

フィールドロボットイベントは、モバイル農業ロボティクスの競争です

ホルティボット - 植物看護ロボット、

レタスボット - 有機雑草除去とレタスの間引き

日本農業研究センターが開発した植水ロボット

ROS農業 - ロボットオペレーティングシステムを使用した農業ロボット向けオープンソースソフトウェア

開発中の極度な地形のためのIBEX自律雑草噴霧ロボット

ファームボット、オープンソースCNC農業

VAEは、アルゼンチンのag-techスタートアップが開発中で、精密散布から家畜の取り扱いまで、複数の農業用途の普遍的なプラットフォームになることを目指しています。

ACFR RIPPA: スポットスプレー用

ACFRスワッグボット;家畜監視用

ACFRデジタルファームハンド:スプレー、除水、および播種用

{第1章の終わり}

See also

Agriculture portal

E-agriculture

Machine vision

Agricultural drones

References

Cousins, David (24 February 2016). Self-driving Ibex robot sprayer helps farmers safely tackle hills. Farmers Weekly. Retrieved 2016-03-22.

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