蜂拥农场机器人 Prospero 想向你展示农业的未来

无论是由工业化农业机构还是小型独立农民经营，农业的核心都是产量。每英亩的产量决定了一年的成败，从宏观层面来看，它会影响全球市场，并可能导致人道主义危机。虽然农业已经以田地为单位进行，但 David Dorhout 希望使农业更加精确。想想：逐株种植，以种子为基础进行优化。

谁能管理如此精确、巨大的工作量？当然是名为 Prospero 的小型六足机器人。

Dorhout 目前从事生物技术行业，但他过去几年的副业和热情在于机器人技术。Prospero 是作为大型机器人农业系统的测试平台而建立的，它最终将成为一大群种植、照料和收割机器人之一，这些机器人运行博弈论和群体行为算法，帮助优化特定田地中每一寸可耕地空间。Dorhout 成立了自己的公司 Dorhout R&D，以实现这一愿景，他希望随着更大规模的机器人革命的展开，农民将再次站在技术革命的前沿。

“回顾历史，农业似乎有点古雅，”多尔豪特说。“但我在爱荷华州的一个农场长大，意识到农业不是最后采用技术的行业之一，而是最早采用技术的行业之一。”

多尔豪特指出，我们现在习以为常的技术——如柴油发动机、现代统计学、基因工程——它们的起源可以追溯到一个共同的推动力：需要可靠地种植更多更好的粮食。正在进行的机器人革命已经在农业上留下了印记，因为自动驾驶、配备 GPS 的拖拉机现在可以自动耕种土地，其他现有的农业机械也越来越计算机化和自动化。现在，一个农民每年可以维护超过 1,000 英亩的农田，使用更大、更好的农业设备来提高生产力。

但对 Dorhout 来说，同时将现有的农业技术计算机化和集约化并没有多大意义。如果你沿着农业技术的整个发展轨迹追溯，就会发现它始终专注于提高个体农民的产量：更大的拖拉机意味着一个人可以在更短的时间内覆盖更多的土地，而巨大的灌溉设备意味着一个农民可以浇灌大量的植物。但 Dorhout 表示，未来意味着朝着完全相反的方向发展：更小、更智能、更解放双手。

“我建议你把机器的一部分拆开，然后把它拆开，这样你就不用再使用一台机器了，而是用上百台小型机器人，而不是一台大型机器人，”Dorhout 说。以前，人类必须指挥机器，所以更少（更大）的机器意味着需要更少的人来操作它们。现在，微型计算机成本的下降意味着智能可以分布在许多独立和协同工作的机器上。这种技术可能会带来一种新的农业模式，决策是基于每一株植物而不是每一英亩或每一块田地做出的。这样的系统可以减少浪费，并使每英亩的产量大幅增加。Prospero 是 Dorhout 朝着这一愿景迈出的第一步。

Prospero 是一个单独的原型播种机器人，设计用于与其他相同的机器人一起组成一个群体（Dorhout 的正规教育恰好集中在昆虫生物学和行为方面）。为了创造一个普通农民可以实际使用和维护的东西，Dorhout 希望简单且成本低廉。他从一个现成的机器人平台 Boe-Bot 构建了 Prospero，该平台包含一个 Parallax 微控制器——基本上是一个小型机器人大脑，他说，它的价格大约为 8 美元。他编写了一个先进的行走程序，使 Prospero 可以向任何方向移动而无需转动身体。它的腹部塞满了传感器阵列——LED、光敏电阻等——以及其他增强装置，如种子料斗和肥料喷洒装置，完善了它的硬件。

最终成果是一个看起来有些笨拙但很友好的农场机器人，它可以通过微弱的无线电信号与周围的其他机器人进行通信。它不需要 GPS 或复杂的计算机视觉算法——它只看到它正下方的东西，通过这个非常小的窗口观察世界。如果它检测到下面（或附近）的土壤中没有种子，它会钻一个深度合适的洞，埋下一颗种子，用预先设定的正确数量的肥料和养分喷洒种子，覆盖种子，然后用一滴“油漆”标记该位置，其他机器人如果走过同一块土壤，就可以检测到。

机器人群中的每个机器人都在同时执行此操作。如果机器人经过已经种植种子的区域，它会继续移动。如果没有，它会种植。如果单个机器人遇到一大片土地，并且检测到种植的种子很少，它会发出信号让其他机器人前来帮忙。如果它遇到似乎已经种植了大量种子的区域，它可以告诉附近的机器人远离它。每个机器人不必知道其他机器人的确切位置，这减少了大量处理和数据处理，这些处理和数据处理可能会使这种分布式机器人技术变得困难。然而，整个田地都种上了种子，不一定是成排的，但种子间距是优化的，浪费的空间、肥料和人力最少。

“我喜欢这些群体技术，因为它们非常简单，但你可以实现如此复杂的行为，”Dorhout 说。而且由于它们不依赖复杂的技术或昂贵的机器人组件，它们是农民在不久的将来可以实际使用甚至改进的东西。“他们会适应它，这很重要，”他说。“他们是最初的黑客。他们会让它变得更好。”

Prospero 只是第一步，而且是非常初步的一步。甚至 Dorhout 也不太确定下一阶段会如何形成。他设想像 Prospero 这样的种植机器人将与其他专业机器人并肩工作：一个可以全天候维护作物、监测和防治病虫害、确保土壤条件和湿度保持最佳状态的温柔机器人，以及一个只在作物成熟时一株一株地收割的收割机，取代当今的大规模收割方法，这种方法总是会因为过早或过晚收割田地中的某些植物而损失一定比例的产量。当然，这个想法是将所有这些集成到一个可以处理从种植到收获的所有工作的机器人系统中，也许围绕一种牧羊机器人组织起来，负责监督整个系统，农民可以根据自己的意愿指挥。毕竟，这里的想法不是要从系统中移除人类农民，而是要让现代农业崛起，以满足不断增长的全球人口的需求。如果要实现这一目标，农业必须变得更加智能。

“当你坐在拖拉机上的椅子上时，你不用做脑力劳动，”Dorhout 说。“一群机器人让你可以专注于提高每平方英尺的生产力。这并不能解决我们所有的问题，但它确实给了我们一点喘息的空间，直到我们解决问题。”