撰文：劉芳
編審：王新凱
綠色豐沃的田野中，涓涓流水陪伴著昆蟲的啁啾。這邊，由綠色能源驅(qū)動的采摘機器人正在小心翼翼地摘下最新鮮的甜橙，而天空中的無人機在播撒綠色有機生物農(nóng)藥。這樣的場景已經(jīng)不僅僅存在于科幻小說里了，農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展讓很多人對未來擁有美好的想象。
但德國霍亨海姆大學（University of Hohenheim）的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學家 Thomas Daum 認為， 科技本身并不能決定農(nóng)業(yè)生態(tài)的未來，相反，我們正站在歷史的十字路口。
“從技術(shù)的角度來看，農(nóng)業(yè)機器人既可能讓人類實現(xiàn)農(nóng)業(yè)烏托邦，也有可能帶來生態(tài)災難。如果沒有足夠的政策引導，如果我們現(xiàn)在還不討論這個問題的話，那人類很有可能會在意想不到的情況下陷入災難場景?！?/p>
7月13日，Thomas Daum 以 Farm robots: ecological utopia or dystopia? 為題在《生態(tài)與進化趨勢》( Trends in EcologyEvolution ) 期刊上發(fā)表最新文章。
文章表示，在農(nóng)業(yè)烏托邦的世界里，小型機器人可以幫助保護生物多樣性和應對氣候變化。但在反烏托邦式的環(huán)境災難中，大型耗能機器人或?qū)⑼ㄟ^重型機械和有害化學品永遠改變我們耕種了千年的土地。因此我們需要對農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)進行反思，并就其對環(huán)境的影響展開政策討論和回應，以確保農(nóng)業(yè)機器人能以人為本，并為地球的未來護航。
農(nóng)業(yè)機器人帶來的美好烏托邦
Thomas Daum 認為，農(nóng)業(yè)機器人是農(nóng)業(yè)4.0的重要組成部分。而農(nóng)業(yè)4.0涵蓋的一系列新興技術(shù)，如機器人、人工智能、基因技術(shù)和納米技術(shù)等又被稱為第四次農(nóng)業(yè)革命。
簡單來說，農(nóng)業(yè)機器人是一種新型智能農(nóng)業(yè)機械，能夠利用多傳感器融合、自動控制等技術(shù)，讓自然環(huán)境下作業(yè)的農(nóng)業(yè)裝備實現(xiàn)自動化、智能化生產(chǎn)。
從大類上來看，農(nóng)業(yè)機器人包括大田作業(yè)機器人、溫室機器人、林業(yè)農(nóng)業(yè)機器人、畜牧農(nóng)業(yè)機器人、水產(chǎn)農(nóng)業(yè)機器人等。比較有趣的案例有澳大利亞UTS發(fā)明的“剃羊毛”機器人，法國的葡萄種植 Wall-Ye 機器人，德國 BoniRob 模塊式機器人，美國 Abundant Robotics 研發(fā)的蘋果采摘機器人，Carbon Robotics 開發(fā)的激光除草機器人，西班牙 Agrobot 開發(fā)的全自動草莓收割機器人等等。
圖 | 2021年4月發(fā)布的激光除草機器人（Carbon Robotics）
在農(nóng)業(yè)烏托邦的場景下，各種機器人可以在田間進行全天候勞動。小型機器人在田野里飛翔，一些在播種，另一些在除草或修剪樹籬。農(nóng)業(yè)不再受到密集型勞動力的限制，農(nóng)業(yè)機器人可以用農(nóng)業(yè)-森林-牧場的綜合方式，將糧食作物、水果和蔬菜以及樹木和動物等多種生態(tài)模式完美地整合在一起。
由于密集型勞動力的減少會降低成本，小型農(nóng)場的農(nóng)民可以合作購買機器人，甚至使用優(yōu)步( Uber ) 式的農(nóng)業(yè)機器人共享平臺。大片的矩形耕地不再具有絕對優(yōu)勢，小型機器人可以實現(xiàn)小面積精細耕種。另一方面，小型農(nóng)業(yè)機器人的使用減少了對土壤的壓力，生態(tài)耕作措施可以阻止土壤退化和流失。
同樣是在烏托邦的場景下，智能的農(nóng)業(yè)機器人不再用除草劑，而是使用外科式機械鋤頭或激光除草?？偠灾⌒娃r(nóng)業(yè)機器人的使用將使農(nóng)場植物將更加多樣化，土壤將更加富含養(yǎng)分。由于使用無公害生物農(nóng)藥和激光除草，附近的水、昆蟲種群和土壤細菌也會更健康。有機作物的產(chǎn)量將會更高，農(nóng)業(yè)的環(huán)境足跡將會顯著顯著減少。
Thomas Daum 指出，小型農(nóng)業(yè)機器人帶來的積極影響并不局限于環(huán)境，普通人也會因此受益：“在農(nóng)業(yè)烏托邦的場景下，我們不僅僅生產(chǎn)谷類作物，而且會生產(chǎn)更多水果和蔬菜，它們的相對價格會顯著下降，所以人們可以買得起更多的健康食品。”
反烏托邦的生態(tài)災難
這樣美好的暢想使人心潮澎湃。但 Thomas Daum 認為，按照目前的趨勢來看，反烏托邦的生態(tài)災難同樣有可能發(fā)生。在這種情況下，大型且技術(shù)粗糙的農(nóng)業(yè)機器人將摧毀本已脆弱的農(nóng)業(yè)環(huán)境，幾種單一的農(nóng)作物將占據(jù)主導地位，巨大的柵欄會將人、農(nóng)場和野生動物彼此隔離。
由于機器人在規(guī)律性和重復的環(huán)境中工作效果最好，所以人類很有可能會為了適應機器人的工作而減少農(nóng)場的景觀多樣性。出于同樣的原因，機器人還可能觸發(fā)農(nóng)業(yè)的絕對標準化。比如為了方便機器人采摘西紅柿，人們可能可能會研發(fā)更結(jié)實的西紅柿以減少機械應力，甚至最終只種植方形西紅柿。
在一些地區(qū)，一旦機器人讓播撒殺農(nóng)藥的成本下降，人們可能會開始使用更多的殺蟲劑。Thomas Daum 認為，家庭農(nóng)場不太可能在反烏托邦的情況下生存下來，只有大型制造商才有經(jīng)濟實力對大片土地和大型機械進行統(tǒng)一化管理。
實現(xiàn)農(nóng)業(yè)烏托邦的政策建議
用農(nóng)業(yè)機器人保持生態(tài)多樣化、提高土壤質(zhì)量和播撒綠色無公害農(nóng)藥是實現(xiàn)生態(tài)烏托邦的三大要素。
Thomas Daum 指出，在歐洲、亞洲和非洲的部分地區(qū)有許多小型農(nóng)場，這給利用小型機器人實現(xiàn)生態(tài)烏托邦場景帶來了可能。但美國、俄羅斯、澳大利亞和巴西等國的情況更具挑戰(zhàn)。歷史上這些國家一直由大規(guī)模農(nóng)場占主導，生產(chǎn)作物也主要為低價值谷物和油籽等。在這種情況下，用小型機器完成脫粒玉米等能源密集型任務在經(jīng)濟效率上并不合算。
他說：“雖然在美國俄羅斯等國家普及小型機器人更具挑戰(zhàn)性，但通過不同類型機器人的混合使用，我們也可以實現(xiàn)農(nóng)林間作分塊耕種等，從而走向農(nóng)業(yè)烏托邦。一旦有更多類型的機器人能夠完成以這些目的為導向的任務，以前回報較低的做法也會變得有利可圖。”
當然要做到這一點，需要現(xiàn)在就采取行動。Thomas Daum 指出，雖然像激光除草等機器人這樣的生態(tài)機器人被已經(jīng)開發(fā)并將廣泛使用，但仍需要個更多資金流向機器學習和人工智能的其他方面，才能開發(fā)出足夠智能的機器人，以適應復雜的農(nóng)場系統(tǒng)。除了機器人所需的科研資金以外，農(nóng)業(yè)烏托邦的實現(xiàn)還需要專業(yè)人才將大數(shù)據(jù)分析、人工智能、工程學、農(nóng)學和生態(tài)學等專業(yè)知識充分整合，因為農(nóng)業(yè)4.0不可能靠單一學科的知識實現(xiàn)。
最后，政策上的引導將對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)烏托邦起到關(guān)鍵作用，可以采取補貼、法規(guī)或稅收的形式。Thomas Daum 表示：“在歐盟，農(nóng)民增加農(nóng)業(yè)景觀多樣性時就能拿到補助，比如在他們的農(nóng)場上增種樹木或引入河流?！?/p>
對 Thomas Daum 來說，我們正站在農(nóng)業(yè)未來的十字路口，甚至陷入反烏托邦式的生態(tài)災難還更容易些。但是實現(xiàn)美好愿景并不是不可能的，只要人們積極開啟對話，展開思考，也許不久的未來農(nóng)業(yè)機器人將解放勞動力，并還給人類一片綠水藍天。