通过农业机械小型化和智能化解决社会问题

英国哈珀亚当斯大学工程系主任西蒙·布莱克莫尔教授表示，农业中这些固有的挑战可以通过“更小、更智能、更精确的机器”来解决。随后，教授提出了一种新的农业概念，即小型化农业机械，配备自动驾驶功能，同时利用智能农业机器人（图3）。我们正在研究所需的农业机器人以及如何使用它们。

[图3]小型化、智能农业机器人的未来农业
创建者：伊藤元明
照片：Adobe Stock，哈珀亚当斯大学

布莱克莫尔教授认为，“种植农作物的时间百分之九十都花在修复被大型机械损坏的农田上。因此，使用不损坏农田的农业机械将大大提高农业工作的效率。”在发达国家，从事农业的人数正在减少，提高工作效率已成为一个问题。缩小农业机械的尺寸也可以彻底解决劳动力短缺问题。更重要的是，自动驾驶技术可以减少体力劳动，如果电气化让车辆更安静，那么夜间进行自动化作业也将成为可能。

此外，通过使用农业机器人，可以使用传感器和无人机检测农田和农作物的状况，并根据状况和天气进行个体化的详细维护。这与日本的稻农和其他敬业的农民利用他们的经验所做的艰苦工作类似。如果机器人即使没有专业农民的经验和技能也能执行同样的详细维护，那么世界各地的农业生产力将大幅提高。这也可能是解决人口爆炸造成的粮食问题的办法。

精准除草，无需农药

开发小型智能机器人为农业带来创新的运动正在世界各地兴起。我想介绍一下日本和海外的一些进展。

英国小型机器人企业 Small Robot Company 开发了多种农业机器人，并正在与农民共同拥有的小麦农场进行测试（图 4）。例如，一个名为“汤姆”的机器人在麦田周围自主奔跑，每天检测20公顷农田上每株植物的生长状况，并收集和绘制信息以确定何时收割。这使得可以选择性地仅收获具有成熟果实的植物。这款名为“Dick”的机器人利用测绘数据来寻找杂草，并发射精度高达 05 毫米的冲击波来精确定位杂草，而无需使用杀虫剂。小麦是一种不稳定的作物，很容易受到天气的影响，很难稳定收入，但通过使用这些小型农业机器人，将有可能获得稳定的高产。

[图4]为农业带来创新的农业机器人
创建者：伊藤元明
照片：小型机器人公司

日本拥有久保田、洋马、井关农机等多家世界一流的农机制造商。尽管日本企业尚未达到农业机械小型化或机器人化的程度，但他们已经在销售配备农业机械自动驾驶功能的产品。机器人的多功能性不断增强，工作自动化的范围不断扩大，并朝着机器人化方向发展。此外，现在已经有了配备味道和产量传感器的联合收割机，通过使用这些传感器，可以收集每个田地的结果，例如在收割时确定产量和味道（蛋白质水平）。

少子老龄化导致建筑人力资源匮乏，体力作业自动化势在必行

建筑业创造的建筑物和道路基础设施非常庞大，无法与其他行业创造的产品相比。因此，工程机械的大型化就显得理所当然。然而，大型建筑机械所能完成的工作却极其有限。他们在平整地面和打地基等方面做出了巨大贡献，但还有大量工作需要大量细节，例如组装和修整框架以及建筑内部。因此，建筑工地需要聘用许多技术精湛的工匠。

然而，在日本，由于少子老龄化导致工匠人口老龄化，再加上3K工作场所的形象，年轻人的就业率正在下降。日本建筑承包商联合会估计，熟练建筑工人的数量将从2014年的340万人减少到2025年的216万人，减少128万人。鉴于这种现状，国土交通省制定了到 2025 年将建筑工地生产率提高 20% 的目标。

建筑工地工匠短缺是一个长期现象。迄今为止，基于施工技术和施工方法的进步，已经采取了各种对策。例如，在基础过程中使用钢材、卷垫施工方法^*1地基加固工程、预制件的省力^*2简化混凝土浇筑但装修过程中室内设备安装困难，节省人工。国土交通省提出的生产率提高20%的目标中，通过改革施工方法和工作方式，预计生产率将提高约10%。政府的想法是使用建筑机器人来覆盖其余部分（图5）。

【图5】需要用建筑机器人代替不足的工匠的工作
创建者：伊藤元明
照片：Adobe Stock，鹿岛