无人驾驶农机最大挑战不是技术，而是建立信任

本文来自微信公众号“机器之能”（ID:almosthuman2017），编译：吴昕，36氪经授权发布。

作为最受期待的农业机器人之一，无人驾驶拖拉机为从先进技术供应商到立法者的每个人都提出了一个有趣的难题。大多数行业专家都认为，技术能力就在那里。与其说是「何时」，不如说是「如果」的问题。问题不在于如何开发无人驾驶拖拉机，而在于如何规范并建立信任。

虽然农民通常渴望采用自动机器来消除他们最耗时的任务之一，但在此类机器进入市场之前，必须考虑广泛的潜在问题。FIRA 2020 主题演讲讨论了「无人驾驶的农业，是否可能？」，两位主题演讲人和四位小组成员分享了他们的见解。

其中，演讲者之一苗圃种植批发商 Chatelain N ursery技术负责人 Andrea Bertolini 分享了立法者可能会监管自动拖拉机的多种方式（鉴于法律制度差异，我们没有编译这部分）。另一位演讲者John Deere 欧洲战略标准经理（Strategic Standards Manager）Christophe Gossard 讨论了无人驾驶农机在风险评估以及安全和安保问题。

在随后圆桌会议上，Antoine Chatelain、 Naïo Technologies CEO Aymeric Barthes、欧洲领先的德国电池生产商 VARTA Ag 解决方案总经理 Gordon Clements 以及全球最大农药生产商Syngenta（先正达） CIO/CDO Greg Meyers 等四位成员讨论了开发、部署并最终在全球范围内采用无人驾驶拖拉机，需要克服哪些挑战。本文详细介绍了这些业内专业人士观点。

五年前，世界六大领先农业机器人公司之一 Naio Technologies 在法国图卢兹发起了第一届FIRA（农业机器人国际论坛），旨在交流和分享农业与科技知识。

一无人驾驶农机，真有可能？

重要的是农民与消费者是非常不同的，他们一生中只有40次机会去做正确的事，去谋生，去继续经营农场，所以，他们不会在未经证实的事情上冒太多风险。– Greg Meyers, 先正达

如果无人驾驶拖拉机取得成功，这是可能的。

虽然人们很容易沉迷于无人驾驶拖拉机的未来幻想，但先正达公司的首席信息和数据官Greg Meyers认为，农业已经在那里了。

「在这个领域，农业在很多方面都远远领先于消费者领域。」「我的意思是，拖拉机已经自动驾驶20年了，这比汽车要先进得多，而且有记录表明，自动驾驶的拖拉机比人类操作更省力。」

全自动拖拉机已经在路上了，但这并不意味着农民们会立即接受这项技术。Meyers 指出，许多农民还在使用他们父母和祖父母辈的方法。

「从你把种子埋进地里的那一刻起，农业就是一项复杂的努力，有成千上万种不同的因素可能会阻止种子发挥其全部基因潜力。」「所有这些事情都需要人类做出数百个，甚至数千个决定。在很多情况下，农业仍然是一门艺术。这在很大程度上依赖于直觉、判断和经验。」

Meyers 还说，在无人驾驶拖拉机问世之前，还需要走很多步。虽然进展缓慢，但自动驾驶功能将继续使目前的设备变得越来越智能。这些先进的技术还有很多可以提供的。

「人类不擅长管理大量可变性，他们擅长平均，」Meyers 说。「今天的农业作业还是很普通。你仍然在使用杀虫剂，在整个土地上喷洒类似的东西。但是，从长远来看，你将能够察觉到一些地块上相对较小的差异，并有可能针对不同的植物进行不同的种植，」他继续说。

「这不是人类的认知能力所能做到的，但我认为，这是计算机和数据科学，最终是机器，在共同努力下可以解开的。」这将是一个彻底改变农业生产方式的全新机会。

再生农业就是一个例子，通过各种实践最大限度地提高土壤和田间的生物多样性。这些做法非常耗时。每天花大量时间在拖拉机上的人不可能做出大规模改变，即使是那些经常吸引客户的改变。

「需要指出的是，农民与消费者非常不同，因为他们一生中只有 40 次能把事情做好、谋生并传承农场，所以他们不会冒很大的风险在未经证实的事情上，」Meyers 说。

「我认为，除非人们对这些算法的工作原理产生信任，并且他们可以在该特定领域取得成功，不仅仅在演示和测试中，而且在特定领域实践中成功，他们还需要一段时间才能愿意接受生产与依赖计算机和算法为他们做出决策所带来的相关风险。」

然而，无论其分析能力如何，智能技术仍然不完善。大自然往往会给农业机器人带来很多变数。有时很难找到能够有效应对各种元素和整体环境的硬件。

Meyers 说这些事情需要时间，但一些可重复的任务，比如播种和收获，受益于成熟的机制和人工智能。无人驾驶拖拉机也将效仿。甚至安全系数也随之而来。

「就像 1920 年代一样，每个人都担心汽车，担心 800 磅重的机器在街道上行驶并伤害人们。」 Meyers说，「但我们做到了，（在无人驾驶农机上）我们也将做到这一点。」

真正关乎的是可靠性和我们对这些系统的信任。——Antoine Chatelain，Chatelain Nursery

如果农民可以依赖这些机器，这是可能的。

在法国勒蒂莱的一个家庭农场、苗圃和花园中心，18岁的 Antoine Chatelain 正负责率先将机器人技术融入传统业务。Chatelain Nursery 是 Antoine 父亲的产业， 年轻的 Chatelain 负责技术方面。他认为，无人驾驶拖拉机会改善农业工作。

「现场已经有使用GPS的拖拉机，但我们所看到的是，并不是所有任务都可以通过当前技术自动化。」Chatellain 说。

「我相信人工智能和其他系统可以极大地改善我们的能力，我认为，最终我们只需要完成部分工作。人工智能、自动拖拉机和其他车辆将大大减少另一部分工作。」

具体来说，Chatellain 设想了一个未来，先进的技术有助于增强决策。他说，农村永远不会实现完全自主，相反，人工智能的价值主要在于继续执行密集、重复任务，为与机器人相关的新工作创造发展空间。

如果说当前这一代农业机器人有什么启示的话，那就是在无人驾驶拖拉机成为一种可行的选择之前，需要对这项技术进行优化。从Chatelain的经验来看，最大的问题是可靠性。

「有时机器人工作得很好，我们没有看到任何工作问题。」「机器人完成了它的工作，这是一个巨大的成功。但机器也可能在一瞬间伤害到作物。你可能会遇到一些问题，部分原因是输入了错误设置或与机器人功能不符的环境变量。」

Chatelain 说，拥有成本也可以是预防性的。不过，一旦购买，这些系统几乎不需要人工监督而且运行成本非常低。

「对我们来说，无人驾驶拖拉机和机器人真正关乎可靠性和我们对这些系统的信任。」他说。

如果可能的话，农民可以帮助创建一个安全的环境，将自动机器人运行区域周围设置障碍和标识。——Aymeric Barthes, Naïo Technologies

如果机器人制造商能够提供适当的培训，这是可能的。

Naïo Technologies CEO Aymeric Barthe 认为，农业机器人已经对农业产生了巨大的影响。现在已经有大量的机器人在蔬菜和藤蔓上工作。他表示，无人驾驶拖拉机进一步颠覆现状只是时间问题。

「我认为我们必须牢记的最重要的事情是安全，」他补充说，这是适当的训练发挥作用的地方。

「使用机器人时，你需要对机器人进行大量训练，了解它们是如何工作的，了解如何将机器人集成到现场，如何将机器人设置为正确配置，」Barthes 说。

「在你使用机器人的时候，我们有集成方面的技术支持，所以，我们也有很多事情要做，培训是非常关键的。」

这意味着不仅要培训最终用户，还要培训分销商。当客户了解了这些技术，他们就更有可能使用它们并将其传播出去。知道如何使用机器人的经销商可以通过更强大的手段来销售产品并减轻消费者潜在恐惧。

在安全问题上，无人驾驶拖拉机似乎比全自动汽车更容易进入市场。无人驾驶汽车在公共领域运行。而农场可以私域化。「农业机器人在远离公共区域的田地里工作，」Barthes说。

「如果可能的话，农民可以帮助创建一个安全的环境，在自动机器人运行区域周围设置障碍和标识。这与无人驾驶汽车非常不同，因为你不能将公共区域私有化。」

除了管理潜在安全问题，这家推出来Oz、Ted 和Dino除草机器人的创新公司也关注于盈利能力。

Barthes认为，要想成功，机器人业务必须有利可图。而农业机器提高价值的一个方法是解决电力问题。无人驾驶拖拉机也需要解决与电池相关的问题，类似 Naïo Technologies这样的公司已经在考虑这些问题了。

「当机器人装有电池时，就要为电池充电，必要时还必须派人为电池充电，这就有问题，」Barthes 说。

「你的盈利能力就会有问题。我们需要让农业机器人像家用吸尘器一样，所以我们设计了一个带有太阳能电池板的拖车自动为机器人充电。」

电池，特别是在农业机器人的应用中，会受到冲击振动以及相当恶劣环境条件的影响，比如天气、雨水、阳光直射等。—– Gordon Clements, VARTA Ag

如果技术强大，这是可能的。

德国电池生产商 VARTA 的解决方案总经理 Gordon Clements以电池和电源为例，说明了在开发有效的自动机器方面，技术发挥的重要作用。毕竟，为自动拖拉机和其他农业机器人提供动力的电池需要耐用、智能和适当优化。

「从电力（power）角度来看，无人驾驶农业已经成为可能。」Clements说， 「我们现在面临的挑战主要是电池、充电器和充电的可用性。」

「给电池充电的想法可能是成功关键。」他继续说。「最大挑战是真正将充电器和电池结合在一起，并将人工智能和机器学习直接引入电池，这样，我们就可以在前进的过程中优化电池和充电器。」

目前，VARTA提供两种类型的解决方案。第一种是专门为制造特定尺寸和电力需求的机器人客户设计定制电池。这种电池独一无二而且价格昂贵，只卖给该特定客户。对于初创公司，VARTA提供了一个更便宜的解决方案。选择二是一个现成模型，这是一个简单、可靠和安全电源。

对于电池，安全从一开始就是一个关键问题。所有用于制造电池的材料都必须通过安全标准。这些组件必须以安全的方式组装在一起。自动化生产线用于最小化产品质量偏差，并确保电池能在安全窗口内运行。

「电池，特别是在农业机器人的应用中，会受到震动和相当恶劣的环境条件的影响，比如天气、雨水和阳光直射。」

「所有这些都需要考虑到包装和电池的实际安置方式，前提是你能正确处理所有这些问题，而且供应商能够把这些东西提供给你。然后，安全问题可以以这样一种方式进行管理，即它对最终用户构成非常小的风险，如果存在风险的话。」

需要更换电池时，目标是更换模块而不是电池本身。Clements说，这将使农民能够在没有专家帮助的情况下安全地改变农场电力来源。一个更好的选择是使用无线解决方案。最近，VARTA与电源公司IN2Power创建了一个这样的方案。

「这里要轻松得多，」Clements 说。「你可以管理花费方案，如果我们能知道电力消耗情况以及收费制度，我们基本上可以收集这些数据，针对每个单独应用、甚至每个农民加以优化。」

电池和机器人之间的对话也是必不可少的。Clements 表示，并非所有的农业机器人或无人驾驶拖拉机都能与标准电池模块对话，有必要建立一个通用网关。VARTA也已经开发了一个。

「我们基本上可以实现终端客户需要的任何协议，」他说，「为他提供一个完全集成的套件，而不必偏离标准电池模块，进而失去标准模块带来的优势。」

二安全、保障和上市之旅

从制造商的角度来看，约翰•迪尔欧洲战略标准经理（Strategic Standards Manager） Christophe Gossard 提出了在无人驾驶拖拉机成为现实之前需要解决两种挑战。首先是管理安全和保障；第二是将自主机器推向市场的法律成本不要太高。

Gossard 说，当谈到欧洲产品安全时，风险评估是通过制造商完成的。如果没有可用的标准（尤其是对于较新的技术），则可能有可以应用的国际或行业标准。这与美国等地通过律师团队在法庭上进行风险评估有很大不同。

对于新技术风险评估，由原始设备制造商 (OEM) 提供支持。Gossard 解释说，OEM的工作是验证可设备的一致性，既可在地里使用，也可能透过公共网络流通。

Gossard 指出，制造商可以使用欧洲和国际标准，以便根据未来法规对机器进行适当的风险评估，以取代当前的机械指令 (2006/42/EC)。从那里，制造商可以将新技术（物联网设备、人工智能/机器学习、网络安全、自主功能等）集成到基本健康和安全要求中，同时保持高安全和安保要求，并保护 OEM 免受潜在诉讼。

在连接方面，Gossard 认为，需要一个基于许可分布式账本 (PDL)/私有区块链的稳健架构。他说，PDL 与认证流程相结合，将为最终用户提供信任，同时确保与其他设备互连的开放性，从而完成运行自动驾驶汽车所需的生态系统。

Gossard 说，新的立法框架和符合性声明对于想要部署自动驾驶汽车的行业来说非常重要。Gossard 解释说，这样做有好处，包括自我认证、消除行业和中小企业的市场壁垒、削减不必要的成本以及避免制造商承受不成比例的行政负担。他认为，让小型企业拥有一个完整的法律团队来处理因先进技术而产生的任何问题是没有意义的。

考虑连接性：基于许可分布式账本 (PDL) 的稳健架构与私有区块链，Christophe Gossard、John Deere

随着行业越来越接近将无人驾驶拖拉机推向市场，新的挑战将会出现。围绕先进技术的主要问题之一集中在数据上。Gossard 说，数据主权确实是欧盟委员会目前讨论的核心，德国和法国也有很多关于开发新产品和新技术的标准架构讨论，尤其是传感器产生的数据。

没有人知道这些讨论会产生什么结果。然而，Gossard 更喜欢关注未来，在问题出现时处理它们。

「我的公司过去常说，我们需要脚踏实地，眼睛盯着地平线，」他说。「今天的拖拉机需要大量时间，投入大量时间，而且为农民提供的价值很少。我们生存需要的是让农民为未来找到解决方案。」

来源 | GOFAR

参考链接

https://www.agricultural-robotics.com/news/farming-with-no-tractor-driver-is-it-possible