【2023/03/20 Science Daily】
隨著人們對環境問題意識的提高，索尼電腦科學實驗室（Sony CSL）於2015年起提倡使用協生農法（Synecoculture），透過高密度種植混合植物，讓多樣性植物利用各自特性共存，來優化生態系統。在栽培過程中，不使用農藥，也不施肥，不耕地。協生農法利用鳥糞提供磷、氮等養分，用來培育果樹。作物害蟲則通過忌避作物來抑制。例如：香草類和蔥等作物因氣味強烈不易招害蟲，充分利用自然界本身具有的動植物共存的機制[1]。
然而，如此茂密的植被需要經常維護，需要播種、修剪雜草及收穫，此需求激發了人類與傳統機器人之間的性能差距的創新改進。2022年底由早稻田大學助理教授Takuya Otani領導的一組研究人員與Sustainergy Company和Sony CSL合作，設計一種可以有效進行協生農法的新型機器人。該機器人被稱為 SynRobo，“syn”傳達了與人類「在一起」的意思。它管理著在太陽能電池板的陰影下種植的各種混合植物，研究文章發表在《農業》第 13 卷第 1 期上。本文由同為早稻田大學的Atsuo Takanishi教授與索尼 CSL 的其他研究人員以及早稻田大學的學生共同撰寫。
這款新型機器人的設計簡要說明如下：
- 四輪結構，可以在不平坦的土地上移動
- 機械臂，可以伸展和收縮以幫助克服障礙。機器人可以在斜坡上移動並避免小步走。
- 利用 360 度攝像頭來識別和操縱它的周圍環境。
- 裝有各種農具—錨（用於打孔）、修枝剪和收割裝置。
- 機器人使用可以水平移動的正交軸工作台調整其位置。
除了上述特徵外，研究人員還發明了高效播種技術，在不同植物的種子上塗上土壤，製成大小相同的球。這些使得它們的形狀和大小一致，因此機器人可以輕鬆地播種多種植物的種子。此外，還開發了一種易於使用、人為控制的操縱系統，以促進機器人的功能。該系統幫助它操作工具、實現自動播種和切換任務。
新機器人可以在茂密的植被中成功播種、修剪和收穫，由於其小巧靈活的身體，在任務期間與環境的接觸最少。此外，與傳統的控制器相比，新的操縱系統使機器人能夠更好地避開障礙物 50%，同時將其操作時間減少 49%。
「這項研究開發了一種農業機器人，可以在多種植物密集混合生長的環境中工作」大谷研究員告訴我們。此種機器人可以廣泛應用於一般農業和協生農業，將有助於提高單位面積的產量，提高農業效率。而且，它的農業運作數據，將有助於使操縱系統自動化。Sustainergy公司目前正準備在日本的廢棄田地和肯尼亞的荒漠化地區等地將這項創新商業化。
這些進步將促進協生農業與可再生能源的結合，並有助於解決各種緊迫的問題，包括氣候變化和能源危機。目前的研究是實現永續農業和碳中和的關鍵一步，希望能有一個能有效支持大規模協生農業，且聰明而熟練的機器人！
《產業發展中心 產業分析組劉玹君摘譯》
[1]自農業科技決策資訊平台- SONY企業用IT技術推進農業革命
資料來源：
- https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230320102001.htm
- https://agritech-foresight.atri.org.tw/article/contents/757
(圖片來源：Adobe Stock)
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