每年六月到七月中旬,正是棉花打頂的時候。有句農諺說:“枝到不等時,時到不等枝”。
棉花是重要的經濟作物和戰略物資,在我國是僅次于糧食的第二大農作物,在國民經濟中占有重要地位。2022年,全國棉花總產597.7萬噸,其中新疆棉花產量593.1萬噸,共3800萬畝。
在棉花的種植過程中,打頂是一個重要環節,通過去除棉花的頂端優勢,能有效抑制主莖生長,有利于加粗生長和加速果實發育,讓棉花多結鈴,增加鈴重,形成有效產量。
在耕、種、管、收四個種植環節中,“管”是持續時間最長的一個環節,其農藝要求多樣,作業條件復雜,機械化率低。迫切需要農業機械基于精準作業能力實現與農藝的深度融合,進而大幅度降低種植成本與種植技術門檻。
“大田管理環節中,很多環節效率不高,我們研發產品主要是去解決農業場景中的問題。讓精準作業的模式普及和落地,讓農民的勞作更簡單,實現更好的收益。這是科技賦能農業中最直接的方式。”緯爾科技CEO柳錚向芥末堆說道。
種植戶查看打頂效果
獲 XbotPark 青睞,技術創新賦能農業作業
緯爾科技的創始團隊均來自清華大學、香港科技大學等高校,曾任職于DJI、VIVO、Momenta等科技公司,精通SLAM、VIO等機器人導航定位系統開發。
“我從小在北大荒長大,做過無人駕駛,無人工廠等等,創始團隊也大都是在農村出生,所以我們都能切身體會到種植戶的“坎”,一年到頭來全看天意了。正是如此,緯爾的團隊對于無人系統相關的工程技術在農業場景的落地,見過很多想法和案例,同時也有落地實操的經驗。”柳錚提到。
作為一家農業精準作業機器人企業,緯爾科技運用在機器人技術、計算機視覺、多智能體協同、精密運動控制等領域的技術積累,聚焦核心技術創新和產品研發。2023年1月,公司獲數千萬人民幣天使輪投資,由李澤湘教授旗下的清水灣基金與零以創投聯合領投,據了解,XbotPark決策速度非常快,從第一次見面到最后決定要投,僅僅花了一周時間。
古往今來,我國農業種植以“精耕細作”著稱于世,對“精耕”有深刻的認識和經驗,利于實現農業的精準化,但是當前我國的精準農業處于起步階段。
當前農機的主要問題是,作業精準度低、作物管理粒度粗、作業效果無監測等方面,核心原因是沒有智能化以及數字化,因此,緯爾科技團隊希望可以改善農機裝備的局面。
圖源:Unsplash
談及無人系統技術、機器人技術在農業場景的運用,柳錚表示,其實不止是只有農機裝備這條路,之所以選擇農機裝備這條賽道,是與歐美發達國家比較,我國農機產品總體水平在核心技術方面存有差距,特別是產品自動化和智能化方面。
當前,農機裝備行業也適逢產品形態變革期,農機智能化屬于智慧農業的一部分,緯爾科技把握住這個機會,最重要的是要把握產品迭代更新的要素,這個重要要素則是把握農業精準作業的能力。
全球首款獨領風姿,用AI+機器人切入棉花打頂
關于精準作業,最終要解決的是農業的終極目標,即在有限的耕地地域中實現更多的產出。管理粒度做到細化,才有可能實現目標,尤其是引入更多的作業模式,新型的作業模式對于作物來說都是一次產量革命的機會,這是緯爾科技的團隊對于農業場景的深刻認識,也是研發產品的視角。
棉花屬于大田作物,同時棉花種植過程中存有技術空白。當前,棉花種植在備耕、播種、管理、采收等環節全部實現了機械化,全程機械化實現了方便快捷,但是在棉田管理場景中,棉花打頂,仍以人工操作為主,傳統農機無法滿足,且打頂質量的好壞直接影響棉花產量和職工收入。
傳統的打頂方式采用人工打頂和化學打頂,人工成本打頂每畝60元,作業效率每人天5畝,成本較高。化學打頂采用噴灑方式,每畝成本40元,作業流程復雜,具有減產、降品風險。
針對棉花打頂的需求,首要問題是解決棉花高度與頂端的檢測,以便準確調節打頂位置進行機械打頂作業。鑒于此,緯爾科技從機器人產品的角度,將棉花打頂農藝去人化,實現傻瓜式高質量打頂作業,能降低接近90%成本。
在研發的過程中,在頂端檢測技術方面,農藝與技術的融合成為研究的重點方向,特別是基于人工智能相關的圖像識別技術,將在棉花打頂研究中發揮重要作用。
圖源:緯爾科技
談及研發背后,創始人柳錚舉例,進度大概用了兩年,其中印象最深的是第一個Demo,剛下田的時候軸就斷了,宣告第一次田測失敗。還有一次夜間測試,由于作業條件導致工作人員全身布滿了白蟻,這是做其他產品機器人難以見到的畫面。
2022年12月,在上海田測的時候,緯爾科技做了棉花打頂的技術原型,考慮到要盡可能低成本和作業效率高的要求,由于改動過大,團隊底氣稍顯不足,意外的是,這次棉花打頂準確率有所提高。正是這次的大改動,也是“決定命運的一次”,緯爾科技自研出全球首款棉花智能打頂機器人,也是國內首款實現三維空間定位和精準作業的農業機器人。
刀片效果
棉花智能打頂機器人在高精度工業加工、自動駕駛、智慧城市以及人臉識別等領域的識別算法上,融入了空間站對接、火星車領域的定位技術,還借鑒了手術機器人的運動控制技術,將其應用于農業領域,識別率高達99%以上,通過算法進行AI作業規劃與機械臂調度,實現精準的頂葉去除。
據國家統計局數據顯示,2022年,中國棉花種植面積為4500.45萬畝,按照每畝棉花打頂成本是100元為基準,全國棉花打頂市場規模約為45億元,棉花市場具備潛力。目前,緯爾科技已與多家農機合作社、棉花種植大戶、棉花種植協會等建立了合作關系。
談及未來,踐行“農藝即農具”產品化思路
關于未來的數字農業,柳錚提到了遙感、農業IOT、智慧農機等,關于這其中的機會,他認為他們可以作為數據化的一個入口,對棉田當前種植階段的生長狀態、病蟲害狀態、營養需求作為一個評判點,相當于做了一次完整的掃描,有區別于遙感,棉花打頂機器人是具體到每一株棉花,做一個生長模型的判斷,這是產品在未來能帶來的附加值之一。
據統計,2023年全球農業機器人市場規模將達到120億美元,并以20%以上的年增長率持續擴大。
柳錚告訴芥末堆,接下來,產品的2.0版本將會在穩定性和兼容性下功夫,優化產品設計和使用體驗,通過與棉花種植基地、棉花加工企業等合作伙伴的溝通和反饋,提供定制化和差異化的解決方案,同時進行小規模量產。
人才始終是企業的原動力,作為初創公司,緯爾科技希望能夠挖掘一批擅長Python、視覺算法、人工智能的伙伴,成為企業的加速器。
未來,公司將會通過技術模塊化拼裝,演化出一系列精準作業機器人,落地到諸多有精準作業需求的農業場景中,還將踐行“農藝即農具”的產品化思路,用科技賦能農業生產力,打造一個智能化農具的生態平臺。
公司簡介
深圳市緯爾科技有限公司成立于2021年,是一家農業精準作業機器人研發商,專注大田作業場景,致力于以科技賦能農業生產力,公司運用在機器人技術、計算機視覺、多智能體協同、精密運動控制等領域的技術積累,聚焦核心技術創新和產品研發。推出全球首款全面自研,集“雙目視覺三維重建+AI規劃算法+精準作業控制技術”為一體的棉花智能打頂機器人。
緯爾科技創始團隊均來自是農村長大的清華大學、香港科技大學等高校團隊,曾任職于DJI、VIVO、Momenta等科技公司,致力于農業AI機器人的產品化,讓農民賺錢更簡單。公司于2023年初獲數千萬人民幣天使輪投資,由李澤湘教授旗下的清水灣基金與零以創投聯合領投,恩賽資本、風華正茂、Virtu等跟投。
業務范圍
自2021年成立以來,緯爾科技本著科技賦能農業生產力的戰略愿景,先后在農機自動駕駛、精準作業機器人、智能育秧裝備等業務板塊推出了多款產品,實現了對于多個場景的降本增效。
在農機自動駕駛領域,緯爾科技在當前輔助直行產品上推陳出新,引入先進的視覺感知能力,實現了全域避障、作業引導、作業質量監測等場景痛點功能,收獲了客戶的一致好評。
在精準作業機器人領域,緯爾科技首先切入技術難度最高的棉花打頂場景,優秀研發團隊全情投入,歷時一年半時間推出全球首個可商業化的棉花精準打頂模組,并即將在新疆大規模落地。
在智能育秧裝備領域,緯爾科技與北大荒集團傾力合作,實現了水稻育秧過程全智能化,大幅度降低了水稻育秧對于氣候環境的依賴性,為國家糧食安全提供進一步保障。
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