是乌托邦还是生态杀手?农业机器人可能使人类陷入意外的灾难

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· 7月19日

寂静的春天2.0?

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是乌托邦还是生态杀手?农业机器人可能使人类陷入意外的灾难

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图 | 2021年4月发布的激光除草机器人(Carbon Robotics)

图 | 2021年4月发布的激光除草机器人(Carbon Robotics)

​文丨学术头条,作者丨刘芳,编审丨王新凯

绿色丰沃的田野中,涓涓流水陪伴着昆虫的啁啾。这边,由绿色能源驱动的采摘机器人正在小心翼翼地摘下最新鲜的甜橙,而天空中的无人机在播撒绿色有机生物农药。这样的场景已经不仅仅存在于科幻小说里了,农业机器人的发展让很多人对未来拥有美好的想象。

但德国霍亨海姆大学(University of Hohenheim)的农业经济学家 Thomas Daum 认为, 科技本身并不能决定农业生态的未来,相反,我们正站在历史的十字路口。 

从技术的角度来看,农业机器人既可能让人类实现农业乌托邦,也有可能带来生态灾难。如果没有足够的政策引导,如果我们现在还不讨论这个问题的话,那人类很有可能会在意想不到的情况下陷入灾难场景。”

7月13日,Thomas Daum 以 Farm robots: ecological utopia or dystopia?  为题在《生态与进化趋势》( Trends in Ecology&Evolution ) 期刊上发表最新文章。

(来源:Trends in Ecology & Evolution)

(来源:Trends in Ecology & Evolution)

文章表示,在农业乌托邦的世界里,小型机器人可以帮助保护生物多样性和应对气候变化。但在反乌托邦式的环境灾难中,大型耗能机器人或将通过重型机械和有害化学品永远改变我们耕种了千年的土地。因此我们需要对农业机器人技术进行反思,并就其对环境的影响展开政策讨论和回应,以确保农业机器人能以人为本,并为地球的未来护航。

农业机器人带来的美好乌托邦 

Thomas Daum 认为,农业机器人是农业4.0的重要组成部分。而农业4.0涵盖的一系列新兴技术,如机器人、人工智能、基因技术和纳米技术等又被称为第四次农业革命。

简单来说,农业机器人是一种新型智能农业机械,能够利用多传感器融合、自动控制等技术,让自然环境下作业的农业装备实现自动化、智能化生产。

从大类上来看,农业机器人包括大田作业机器人、温室机器人、林业农业机器人、畜牧农业机器人、水产农业机器人等。比较有趣的案例有澳大利亚UTS发明的“剃羊毛”机器人,法国的葡萄种植 Wall-Ye 机器人,德国 BoniRob 模块式机器人,美国 Abundant Robotics 研发的苹果采摘机器人,Carbon Robotics 开发的激光除草机器人,西班牙 Agrobot 开发的全自动草莓收割机器人等等。

在农业乌托邦的场景下,各种机器人可以在田间进行全天候劳动。小型机器人在田野里飞翔,一些在播种,另一些在除草或修剪树篱。农业不再受到密集型劳动力的限制,农业机器人可以用农业-森林-牧场的综合方式,将粮食作物、水果和蔬菜以及树木和动物等多种生态模式完美地整合在一起。

由于密集型劳动力的减少会降低成本,小型农场的农民可以合作购买机器人,甚至使用优步( Uber ) 式的农业机器人共享平台。大片的矩形耕地不再具有绝对优势,小型机器人可以实现小面积精细耕种。另一方面,小型农业机器人的使用减少了对土壤的压力,生态耕作措施可以阻止土壤退化和流失。

同样是在乌托邦的场景下,智能的农业机器人不再用除草剂,而是使用外科式机械锄头或激光除草。总而言之,小型农业机器人的使用将使农场植物将更加多样化,土壤将更加富含养分。由于使用无公害生物农药和激光除草,附近的水、昆虫种群和土壤细菌也会更健康。有机作物的产量将会更高,农业的环境足迹将会显著显著减少。

图 | 农业机器人带来的生态乌托邦(来源:论文)

图 | 农业机器人带来的生态乌托邦(来源:论文)

Thomas Daum 指出,小型农业机器人带来的积极影响并不局限于环境,普通人也会因此受益:“在农业乌托邦的场景下,我们不仅仅生产谷类作物,而且会生产更多水果和蔬菜,它们的相对价格会显著下降,所以人们可以买得起更多的健康食品。”

反乌托邦的生态灾难

这样美好的畅想使人心潮澎湃。但 Thomas Daum 认为,按照目前的趋势来看,反乌托邦的生态灾难同样有可能发生。在这种情况下,大型且技术粗糙的农业机器人将摧毁本已脆弱的农业环境,几种单一的农作物将占据主导地位,巨大的栅栏会将人、农场和野生动物彼此隔离。

由于机器人在规律性和重复的环境中工作效果最好,所以人类很有可能会为了适应机器人的工作而减少农场的景观多样性。出于同样的原因,机器人还可能触发农业的绝对标准化。比如为了方便机器人采摘西红柿,人们可能可能会研发更结实的西红柿以减少机械应力,甚至最终只种植方形西红柿。

在一些地区,一旦机器人让播撒杀农药的成本下降,人们可能会开始使用更多的杀虫剂。Thomas Daum 认为,家庭农场不太可能在反乌托邦的情况下生存下来,只有大型制造商才有经济实力对大片土地和大型机械进行统一化管理。

图 | 农业机器人带来的生态反乌托邦(来源:论文)

图 | 农业机器人带来的生态反乌托邦(来源:论文)

实现农业乌托邦的政策建议

用农业机器人保持生态多样化、提高土壤质量和播撒绿色无公害农药是实现生态乌托邦的三大要素。

Thomas Daum 指出,在欧洲、亚洲和非洲的部分地区有许多小型农场,这给利用小型机器人实现生态乌托邦场景带来了可能。但美国、俄罗斯、澳大利亚和巴西等国的情况更具挑战。历史上这些国家一直由大规模农场占主导,生产作物也主要为低价值谷物和油籽等。在这种情况下,用小型机器完成脱粒玉米等能源密集型任务在经济效率上并不合算。

他说:“虽然在美国俄罗斯等国家普及小型机器人更具挑战性,但通过不同类型机器人的混合使用,我们也可以实现农林间作分块耕种等,从而走向农业乌托邦。一旦有更多类型的机器人能够完成以这些目的为导向的任务,以前回报较低的做法也会变得有利可图。”

图 | Agrobot 草莓收割机器人(来源:Agrobot )

图 | Agrobot 草莓收割机器人(来源:Agrobot )

当然要做到这一点,需要现在就采取行动。Thomas Daum 指出,虽然像激光除草等机器人这样的生态机器人被已经开发并将广泛使用,但仍需要个更多资金流向机器学习和人工智能的其他方面,才能开发出足够智能的机器人,以适应复杂的农场系统。除了机器人所需的科研资金以外,农业乌托邦的实现还需要专业人才将大数据分析、人工智能、工程学、农学和生态学等专业知识充分整合,因为农业4.0不可能靠单一学科的知识实现。

最后,政策上的引导将对实现农业乌托邦起到关键作用,可以采取补贴、法规或税收的形式。Thomas Daum 表示:“在欧盟,农民增加农业景观多样性时就能拿到补助,比如在他们的农场上增种树木或引入河流。”

对 Thomas Daum 来说,我们正站在农业未来的十字路口,甚至陷入反乌托邦式的生态灾难还更容易些。但是实现美好愿景并不是不可能的,只要人们积极开启对话,展开思考,也许不久的未来农业机器人将解放劳动力,并还给人类一片绿水蓝天。

参考资料:
https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(21)00175-0

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