我们的星球如何养活 9 00到 100 亿人？智能农业是回答这个关键问题的重要部分：通过有针对性地使用最新技术，在计算机的支持下，在可能的情况下实现全自动化，实现非常高的粮食生产效率。种子是单独且精确地种植的；用机械钳子小心地收集水果；化肥和植保产品小剂量、有针对性地施用。这些操作需要大量既坚固又强大的小型电动机

无论是量子计算机、太空旅游，还是氢基技术，前沿技术都聚焦在不断变化的话题上。奇怪的是，经常被忽视的恰恰是最重要的部门：农业。尽管到目前为止，它已经能够可靠地养活呈指数级增长的人口。始于 18 世纪的农业革命使产量大幅增加。这是基于越来越多地使用高产品种、矿物肥料和化学农药、机械化和大规模人工灌溉。然而，这些干预措施对生态并非没有不良副作用。

所有有根据的人口预测都告诉我们，到本世纪末，世界人口将达到 9 到 100 亿。即使是如此大量的人类，地球也有可能提供足够的食物。然而，农业面临着巨大的挑战。作物和牲畜必须在不危及重要资源的情况下增加产量。肥沃的土壤、清洁的含水层和完整的生态系统是我们最宝贵的资源，因此必须不惜一切代价加以保护。

中心是植物，不再是田野

到目前为止，播种、施肥和植保措施等几个重要阶段的栽培工作都以土壤表层为基础。撒播种子或农药时，计算每亩或每公顷的用量；机器以适当的容量分配材料。然而，这些物质中的一些，例如氮肥，可能会发生，而不是强化植物，到达含水层并污染它们。随着越来越多的企业面临人员短缺，修剪果树或收获精致的水果和蔬菜品种等活动需要高成本的体力劳动。

智慧农业利用现代技术提高农业效率，更加节约地利用所有资源，减轻人们单调的工作，提高产量。在这种背景下，我们也谈到了精准农业、数字农业或电子农业。将计算机辅助和网络化流程与机器学习和定制机器人功能相结合，可以将注意力集中在单个植物上，而不是整个领域。

有针对性地使用化肥和除草剂可减少土壤污染

这些措施越是直接针对工厂，就越能经济有效地使用这些措施。例如，如果以更有针对性的方式将除草剂施用于单个植物，则可以显着减少除草剂的使用。机器人可以在连续通道中收获水果和蔬菜，始终处于最佳成熟度。

轻型、自主的野外机器人也有助于保护地面。今天，大型农业机械的重量可以达到十吨。因此，每一个通道都会对土壤造成巨大的压实，极大地限制了相关土层吸收水分和空气的能力，对土壤的有机质影响很大；在靠近机械路径的区域种植的植物的生长和健康也会受到影响。智能农业有助于使土壤更健康并增加生物多样性。

农业和园艺自动化

尽管目前许多应用仅以研究或原型的形式存在，但智能农业已经付诸实践，例如精准播种。在这种最初在研究和种子育种领域开发的方法中，机器能够以规定的时间间隔精确地种植单个种子。每株植物都有足够的生长空间，并且表面得到最佳利用。同时，珍贵的种子被极其有效地利用。

大多数现代机器对每一行都使用电动分离模块。电机驱动带槽或带齿的圆盘，将单个种子输送到出口。通过智能控制器，可以精确设置每种种子的最佳间距；在转弯过程中，可以补偿各个行的不同半径。将种子喂入圆盘也由电动封闭装置控制。

得益于持续的自动化收割，产品始终完美成熟

在种植温室蔬菜和花卉时，许多植物首先在小花盆中发芽，然后再种植到更大的花盆或花坛中。在现代园艺企业中，机器对植物和花盆进行分类和移动。使用的机器与工业生产和物流中使用的机器非常相似。传送带和辊式传送带用于移动、分类和重新放置在各个加工阶段发现产品的托盘。此应用中使用的钳子与其他行业中类似设备中使用的钳子不同之处仅在于“手指”的形状。它们由微电机激活，执行单个盆和土块的自动移动。

自动果蔬收割机尚未达到普遍使用的标准成熟度，但技术发展方向已经很明显：有摄像头传感器，可根据颜色和形状检测草莓或辣椒的成熟度并记录其准确位置。集成计算机使用这些数据来控制配备剪刀和收割设备的机械臂。该技术的原型的特点是电动马达的强大存在：从单轮驱动到机械臂，从切割设备到产品收集系统。

关键技术：电气电子系统

“在传统的农业机械中，机械传动比和气动驱动非常普遍。”作为业务发展经理，负责Faulhaber该领域应用的 Kevin Moser 先生解释说。“对于小型智能农业系统，这些组件通常太重、太笨重、机械太复杂且能源效率太低。因此，在这个领域，我们目睹了越来越多的电动微型电机的使用，它们为特定的工作阶段提供必要的电力。然而，农业环境的驱动器通常必须满足非常高的要求。”

现代机器负责分拣和处理农作物

与传统的大型设备不同，智能农业中使用的机器和组件通常更紧凑、更轻。这意味着通常很少有可供发动机使用的空间。尽管空间有限，但当用作播种盘、翅片、抓手、机械臂或剪板机的驱动器时，电机仍必须提供足够的动力才能在无数次循环中可靠地执行其功能。同时，它们必须非常高效地运行，因为独立的单元通常从电池中获取电力有限的动力储备。此外，控制电子设备必须能够集成到网络结构中并实现智能控制。

“这些是对最高级别驱动系统的典型要求。对于 Faulhaber 来说，提供正确的答案是很正常的。”Kevin Moser 说：“此外，用于农业环境的驱动器需要非常坚固，以便它们能够在最恶劣的条件下长期可靠地运行。在农业和园艺领域，大的温度变化和强大的机械负荷是常态。尽管如此，成本必须保持合理。Faulhaber 能够提供多个系列的设备来管理这种微妙的平衡”。

用于农业环境的驱动器必须在恶劣条件下可靠运行

Moser 指的是 BXT 系列中特别紧凑且免维护的扁平无刷直流微型电机以及 CXR 系列中极其坚固且经济的铜石墨电机。新型 GPT 系列齿轮箱非常适合在困难条件下传输高负载。

效率极高，它们也非常坚固，因此非常适合农业应用。可选的增量编码器可实现极其精确的定位。各种控制器可用于将驱动系统联网，例如带 CANopen 接口。“Faulhaber 的驱动器已经用于智能农业。 ”Kevin Moser 说：“他们将继续在该行业最苛刻的应用中发挥重要作用。”