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11款以色列農業科技機器人,協助緩解長期勞動力短缺困境

因應全球缺工問題,研發自動化完成特定農業勞動工作成為顯著的解決方案。
 
在加薩走廊戰爭衝突期間,一位以色列企業家Nitza Kardish 夥同數千名志工每週兩次一同在溫室裡採收番茄、種植櫛瓜與照料鳳梨。
 
全世界農場缺工持續嚴峻,而以色列農場的人力短缺現象在10月7日前早已處於嚴重缺工狀態。大多數農民需依靠引進外籍勞工來幫助完成農場工作,其中包括來自加薩走廊的勞工。
 
哈馬斯組織在在10月7日發動攻擊時,導致許多農民和農場工人受傷、不幸喪生或是遭到綁架,事件發生後大多數亞洲國家外籍勞工紛紛選擇逃離以色列,造成以色列農場短缺約3萬名農場勞動人力。
 
Kardish 擁有生物化學與生理學雙博士學位,是具有科學背景的投資人,目前擔任 Trendlines Agrifood Fund 執行長,此投資基金聚焦在解決全球糧食與農業系統所面臨的各種巨大挑戰。她說,來自高科技公司的農場志工常常問她,為什麼無法用機器來完成種植、除草、採收與包裝等繁瑣耗時勞動工作呢? 她回答他們,目前已經有達到這些需求的機器,但是又大又貴,農民難以負擔。要達到實用普遍性的話,必須做得更小更便宜。
 
農場應用機器人
 
Kardish 表示:「農業應用機器人是農業技術發展的關鍵領域之一。機器自動化將能夠解決農業領域中關鍵問題點之一:人力資源。在人類不可靠與脆弱特性前提下,農夫們需要可靠勞動力來源,這點從烏克蘭與以色列經歷的可怕例子就能看出端倪。」
 
「雖然非洲與東南亞的小農們可能永遠買不起農業機器人,但如果能讓全世界大多數甚至一半比例的農民負擔得起的話,那就太棒了。」
 
「以色列人正在利用他們在軟體與工程領域專業知識來推動達成這個目標。」
 
「我們並不像日本、德國或韓國那樣,擁有製作這些機器人的基礎工業設施,但我們知道如何建造這些機器的大腦(核心)。」
 
「我們可以讓這些機器人變得簡單且聰明,隨後在與國外公司合資生產。」
 
以下例子為以色列公司們針對不同農作勞動需求所研究開發的11款農業機器人
 
1. 空中採收水果
 
由 Tevel Aerobotics Technologies 公司所研發,以氣體與電力驅動的自主飛行機器人(flying autonomous robots, FARs)能夠在從控制基地台起飛後,從果樹上摘取成熟水果,並且輕柔地收集。
 
藉由人工智慧、感測器與攝影機的合作下,確實地讓每一架自主飛行機器人明確判斷哪些水果可以採收、如何以最佳方式進行機械式採收以及有效揀選出有瑕疵的水果。這款機器人同時也可以進行修剪、疏果與噴灑等農業活動。
 
Tevel 創辦人兼執行長 Yaniv Maor 在公司全球總部(位於以色列中部城市 Rehovot 附近)表示:「透過徹底改變數千年來不變的水果採收流程,我們正在降低浪費且最大化地提高產量。」
 
2. 採收番茄
 
MetoMotion 公司以自動駕駛車輛為主題研發出溫室機器人 (Greenhouse Robotic Worker, GRoW),系統使用者可根據安裝於手機的應用程式預設參數來採收溫室種植的番茄。此款溫室機器人預估可減少八成勞動工作時間,同時將採收成本與勞動成本減半。
 
藉由 3D 視覺技術輔助下,此款溫室機器人能夠辨別果實成熟度,搭配上機械手臂輕柔地採收系統行經路徑兩側的作物,並且將其放置到機器內部傳送帶上,藉由傳送帶轉送到機器人後端箱子內,此系統同時能夠執行數據分析功能來預估產量與預警。
 
MetoMotion 公司(成立於2017 年總部位於以色列 Yokne'am Illit 地區)營運長 Moty Schwartz 表示:「目前此款機器人已在荷蘭農場使用中,很快也將使用在法國與芬蘭溫室中。MetoMotion 可以調整其核心技術,未來將能應用在其他農作物環境。」
 
3. 農用車輛管理
 
Bluewhite 公司研發的軟體平台,能夠讓一名操作員同時管理曳引機、機器人和無人機等多台自動農用機具,執行從播種到收割等多種任務。
 
此公司是由以色列空軍與自動化相關技術退伍軍人們所創立,總部位於以色列臺拉維夫市,並在美國加州設有辦公室,該軟體平台近日在 2024 年世界農業博覽會(World Ag Expo)被選為十大新產品進行展示。
 
在今年1月23日,Bluewhite 宣布獲得 Insight Partners 領投的 3,900 萬美元 C 輪融資。 且與美國20多家多年生農作物種植者合作中,預估將利用這筆資金進一步擴大其自動化曳引機與農業解決方案,將此技術持續擴展到全球新市場中。
 
4. 採收、噴灑與授粉
 
Beit Yehoshua 公司所研發的番茄農作自動化機器人(Automato Robotics)目標針對溫室番茄種植設計出自動化勞動力。 此款自動化機器人系統透過單一整合平台控制下,可以執行採收、噴灑、授粉與檢查室內作物(如:番茄)等農作行為。
 
藉由整合人工智慧、深度學習和電腦視覺等技術,Automato 平台能夠藉由安裝各種機器人應用程式來驅動自行開發或第三方開發的溫室機器人來執行所需任務。
 
5. 果樹用曳引機機器人
 
位於以色列北部 Ramot Menashe 的 Nanovel 公司研發的水果採收機器人系統將於今年上市。 此機器人採收系統首先針對柑橘類水果採收進行特定設計,因採收這類生長於葉子深處且相對高大果樹上的水果具有相當挑戰性。
 
整合了機器人、電腦視覺與人工智慧等技術的曳引機機器人能夠辨別成熟果實,利用夾具與吸取功能互相搭配達到輕柔採收果實能力。採收果實同時還能夠收集果園相關數據並且進行分析,達到即時監控品質與生產力效果。
 
6. -包裝廠用機器人
 
以色列 Eshet Eilon 公司為包裝工廠提供獨特機器人解決方案,藉此來節省人力同時提升蔬果分類、包裝與分級效率。
 
Eshet Eilon 公司老闆兼執行長 Menashe Tamir 表示,公司客戶目前遍布世界三十多國,包括印尼、菲律賓與肯亞。公司旗下最新的機器人款式能夠處理椰子、鳳梨、酪梨、核果類(如:水蜜桃,李子,杏桃,櫻桃等)、各種蔬菜甚至魚類。
 
從 1935 年開始 Eshet Eilon 公司以西加利利集體農場為基地,目前持續擴大研發用於雛雞性別篩選和包裝廠先進衛生設施等機器人相關解決方案。
 
7. -蘋果採收
 
位於以色列 Emek Hefer 地區的 FFRobotics 公司(名稱內的「FF」有著「新鮮水果 fresh fruit」的涵義)研發的水果採收機器人有著比人力採收員 5 到 10 倍的效率,因為單側配備有 6 個機械手臂,可將蘋果直接放在通往裝箱機的傳送帶上,藉此提升效率。
 
2014 年開始,該公司與華盛頓樹果研究委員會(Washington Tree Fruit Research Commission)進行合作,針對北美蘋果園產業開發採收用機器人,這套系統於 2022 年首次商用化。
 
在採收同時,FFRobotics 也會收集果園內每棵樹、每英畝與採收水果相關資料進行數據分析。
 
8. -機械大黃蜂
 
Arugga(希伯來文「花壇 flower bed」的意思)公司成功地在番茄種植溫室中複製了熊蜂授粉機制並且首度將此類應用機器人系統商業化。該公司所研發的 Polly 機器人利用電腦視覺技術檢測準備授粉的花朵,隨後利用校準過的空氣脈衝來振動花朵,複製蜂鳴震動授粉機制。經過實驗測試結果顯示,使用 Polly 機器人系統的溫室番茄產量與利用蜜蜂授粉幾乎溪等,利用機器人系統甚至比利用蜜蜂授粉情況下高出了 5 % 總番茄產量。
 
2023 年,Arugga 與以色列新創公司 ViewNetic 簽署商業合作協議,將 ViewNetic 的機器人病蟲害檢測系統整合到應用在高科技溫室的 Polly 授粉機器人系統中。
 
Arugga 執行長 Iddo Geltner 表示,在與 ViewNetic 推出這項聯合解決方案同時,該公司也與其合作推出了第二個產品-植物高度下降機器人。
 
藉由與 ViewNetic 合作開發的解決方案,我們可以針對溫室植物健康狀況進行更清晰的評估,達到提高種植者利潤的最終目標。該公司客戶包括澳洲與芬蘭溫室種植業者。
 
9. -收割除草自動化
 
DailyRobotics 正在研發實現自動執行多種作物收割、除草與修剪等農作任務的高效率經濟解決方案。藉由軟體大腦核心將能把現有的機械手臂轉變為模仿人類視覺與動作的智慧型機械手臂。
 
該公司創辦人 Adham Ghazali 告訴媒體,他所創辦的新創科技公司應可解決永續有機農業於現實中,需要高度仰賴密集勞動所出現的嚴重勞動力短缺問題。他表示:「農場越永續,短缺就益發嚴重,而 Daily Robotics 能夠彌平此差距,」
 
10. -自動機械化搭建棚架
 
位於以色列海法的 BiomicAgritech 公司研發了針對番茄與黃瓜等溫室蔬菜種植的自動化棚架搭建系統。根據傳統此類棚架搭建過程需要人力來用手將植物綁在垂直金屬線上,且在生長過程中根據狀況將作物單獨降低或傾斜。
 
擁有機械工程博士學位的公司創辦人 Eliezer Edelstein 表示,BiomicAgritech 的管狀系統借助重力來搭建棚架,若需要傾斜或降低時,只需按下按鈕即可一鍵完成。此套系統使用的方法目前獨步全球,且在以色列和荷蘭進行了方法驗證測試,結果顯示可節省約四成溫室勞動人力。
 
他向媒體表示:「我們的下一步是建立一個可溫室種植番茄與黃瓜的全機器人原型系統。這一切已經規劃設計完成,可行性高。目前僅需投資者來幫助我們實現這個目標。」
 
11. -簡易噴灑與修剪
 
成立於 2019 年的 Modi’in Robotic Perception 公司致力於開發適用於果園與葡萄園環境下的人工智慧精準農業自動化系統。
 
在 NVIDIA Inception 計畫、歐盟 Horizon 2020 計畫與以色列創新局(Israel Innovation Authority, IIA)等單位資金挹注下,Robotic Perception 為其自動化平台開發了功能性示範網站,可用於噴灑、割草和監控葡萄園。
 
隨後該公司將重點放在三款具體用途產品上:第一種是正在申請專利中的噴霧機器人,結果證明可減少至少 25% 的有害農藥使用,同時提高農藥噴灑效果;第二種是用於修剪果樹的機械手臂機器人,這款機器人將可以用來執行修剪這項重要但高度勞動密集的任務;第三種則是完全自動化曳引機。
 
公司創辦人兼執行長 Yoav Banitt 表示,噴霧與修剪機器人將在歐洲農業食品創新測試與實驗中心(European Testing and Experimentation Facilities for Agrifood Innovation, AgriFoodTEF)進行測試驗證,目標在今年達到商業化程度。
 
Banitt 向媒體表示:「我們已經與一家大型曳引機製造商針對修剪用機械手臂機器人應用簽署了一份合作備忘錄,並且與義大利的一個葡萄園簽署噴霧機器人的初步採購訂單。」
隨後他補充表示,該公司也已在法國和墨西哥成立了辦公室。
 
資料來源:
https://www.israel21c.org/agricultural-robots-that-help-ease-farm-labor-shortages/
更新日期 : 2024/03/12