每个园丁都知道杂草带来的问题。它们会使你选择的植物窒息，从土壤中带走宝贵的养分，让收获任何作物都变得异常困难。这就是为什么我们许多人花费大量时间使用各种园艺工具与这些不受欢迎的访客进行无休止的战斗。
当然，当涉及到大规模农业时，用铲子几个小时并不能真正完成工作，这就是为什么农民每年花费数十亿美元购买除草剂来解决这个问题。当然，除草剂一直都是非常有效的，没有它们，现代农业就不可能实现。但他们也有自己的问题。
一方面，除草剂本质上是一种滥杀滥杀的解决方法。为了有效，农药必须喷洒在所有地方，这不可避免地意味着大量的农药被浪费了，因为它们没有喷洒在它们想要杀死的杂草上。结果是，根据哈珀亚当斯大学的研究，多达96%的用于除草的化学物质被浪费了，每年在全球范围内造成数十亿美元的损失。
它们不分青红皂白的特性也意味着除草剂无法区分“好”杂草和“坏”杂草，而是同时杀死它们。这是不幸的，因为一些杂草，如三叶草，可以帮助“固定”土壤中的氮，确保它仍然是一个良好的生长介质。
最后，除草剂的一个大问题是植物对它们产生了抗性，这意味着必须进行长期而昂贵的“军备竞赛”，以使除草剂技术领先于植物进化。一个例子是“黑草”，一种土生土长的一年生野草，在英国各地都有，但主要在英格兰南部和东部的谷物种植区被发现。它很少发生在耕地之外，在冬季作物中最丰富。一些黑草种群已经对一些广泛使用的除草剂产生了抗药性，这导致了传统农场杂草的增加。这不仅会影响谷物产量，而且黑草还会感染麦角菌(Claviceps purpurea)，这可能会导致谷物在收获时受到污染。这种真菌是感染小麦的同一种真菌。这个问题目前使英国农业每年损失约4亿英镑的收入，随着除草剂抗性的不断增强，这个数字预计在十年内将超过10亿英镑。
这个问题的一个解决方案是所谓的“每株”农业，它寻求更具歧视性的解决方案。总部位于英国的农业科技初创企业小型机器人公司(Small Robot Company)就是其中之一，该公司公布了该领域的一些进展。
小型机器人公司联合创始人山姆·沃森-琼斯。“我们的出发点是，必须有一种更好、更智能、浪费更少的方式来做到这一点。这就是为什么我们最近的工作如此令人兴奋，”他说。
SRC的原型负责人安迪·霍尔(Andy Hall)对此表示同意，他说:“我们真的在进行单株植物种植——单独处理每一株植物，单独处理每一株杂草。”这项工作采用了世界上第一个非化学除草机器人的形式，它可以在单株植物层面上消灭杂草，使其成为一项令人兴奋的低影响农业技术，因为目前必要的地毯喷洒除草剂涉及昂贵的浪费，对环境有不利影响。此外，除草剂和土壤压实造成的土壤退化会降低作物产量。小型机器人公司与主要合作伙伴igus和Rootwave展示了世界上第一个自动驾驶机器人，它可以用一个专门的“清除器”设备用电识别和杀死杂草。
这款名为“迪克”的除草轮式机器人安装了igus的delta机械臂，利用人工智能和视觉技术成功地识别出了单个杂草，并于4月份在汉普郡东泰瑟利的一场媒体活动上对它们进行了杀灭。华体会365zapper末端执行器由Rootwave提供。小型机器人公司(SRC)为农业应用开发了三种机器人变种——汤姆、迪克和哈里。
领先的运动塑料公司igus的delta机器人，通常用于工业上的拾取和放置操作，使用集成电机和编码器操纵击波器到位，与Dick机器人的主控制器相连。每个Dick配备的三个igus delta武器可以同时消灭杂草。
由于重量轻、精度高、成本低，Igus被选为首选delta机器人制造商。许多德尔塔机器人的竞争价格高达2万英镑，而igus德尔塔机器人的价格约为5000英镑，作为igus低成本自动化部门用于研发应用的一部分，以这个价格开发，但具有适合商业规模的强大工程。
SRC一直是英国政府创新基金100多万英镑的受益者。其中包括80万英镑的拨款，用于“威尔玛”人工智能杂草识别和“汤姆”杂草地图技术。这是2018年英国创新计划下最大的一笔农业技术赠款之一。
到目前为止，SRC已经获得了超过250万英镑的融资，其中包括之前Crowdcube筹集的120万英镑，以及超过100万英镑的政府Innovate UK拨款。其中包括80万英镑的拨款，用于“威尔玛”人工智能杂草识别和“汤姆”杂草地图技术。这是2018年英国创新计划下最大的一笔农业技术赠款之一。
在这次活动中，“汤姆”监测机器人使用专有的威尔玛人工智能(AI)扫描田地里的杂草补丁，用来为“迪克”定义一条路径。华体会365然后，Dick被派去“寻找并摧毁”，Dick机器人现在既可以识别特定的杂草，也可以杀死它们。
这种双机器人方法展示了SRC的“端到端服务”模式，使用多个带有人工智能的机器人一起工作，在工厂层面扫描现场，然后采取行动。此外，SRC和igus正在寻求不同的行动，例如汤姆和迪克可以再次结合，进行斑点喷洒、斑点施肥或杀灭鼻涕虫。
igus delta机器人的组件和控制系统是除草作业的关键，在除草作业中，易用性和成本是至关重要的。首先，delta单元是由标准干料零件，使组装容易和低成本。它们经过了彻底的现场测试，以确保它们能够应对湿泥和水溅。
步进电机与控制器相连，帮助delta机器人直接在杂草上方定位。电机配有编码器，可以帮助delta知道它所处的位置，并具有良好的工业协议，因此很容易编程。SRC的机器人，即Dick的主控制器和AI与igus电机控制器“对话”，使机器人的位置与delta臂同步，形成一个闭环监控系统。
igus低成本自动化工程师Angelos Bitivelias曾与大学和工业公司合作开发delta机器人，用于水果采摘等应用，因此他带来了如何对igus delta进行最佳修改以用于除草应用的知识。
安杰洛斯说:“迪克机器人移到一边，相机给大麻拍张照片，人工智能将其识别为大麻，然后人工智能决定在哪里消灭它。”“delta的运动学使其非常适合于末端执行器，皮带传动意味着zapper始终与地面平行。”
delta和igus组件的一个基本特征是它们是无润滑的。在泥泞的地面上，带传动和轴承等润滑的运动部件可能会被泥土和水堵塞，但igus聚合物和部件的设计适合干燥运行。
精度也是一个很强的特点。“我们达到的里程碑是我们现在可以在工厂层面采取行动，”安迪·霍尔说。“利用人工智能，机器人可以识别(相机)拍摄的杂草，并将机械臂对准这些杂草。那时我们可以做任何我们想做的事。我们的机器人平台结合了igus臂，可以连接许多不同的技术，这是我们的世界。”事实上，这种解决方案的精度使得该系统可以将三叶草与其他更有害和有害的杂草区分开来。
igus英国董事总经理马修·阿尔德里奇(Matthew Aldridge)说，igus delta机器人的价格实惠、精度高、耐用性和可靠性非常适合这种和新的农业应用。“由于delta重量轻、成本低，它为这些机器人在移动应用中应用开辟了新的机会，在恶劣的室外环境中证明了一项新技术。Igus计划与SRC合作开发新的工业应用，在农场和其他可能的情况下，需要采取精确且低影响的措施。”
SRC首席执行官兼联合创始人本·斯科特-罗宾逊(Ben Scott-Robinson)评论说:“为了证明单株农业的力量，我们正专注于解决农民目前面临的最大问题，即除草。”“我们现在已经证明，我们可以为每株植物除草:这是世界第一。我们现在的重点是能够继续不断地大规模地实现这一目标。这将改变游戏规则。”
