草莓采摘机器人能拯救加州的种植者吗？

在圣玛丽亚郊区的一片草莓地里，一队机器人整个夏天都在采摘草莓。

每个机器人都由科罗拉多州一家名为 Tortuga AgTech 的公司制造，它们用坚固的轮子在高架床之间滚动，然后停在植物前。铰接臂在树叶之间操纵其传感器阵列；机器视觉软件会搜索传感器数据以寻找成熟的浆果。

大多数加州草莓植物在整个季节不断发芽——绿色的小浆果与肥硕的红色浆果并排，依偎在树叶间。如果挡路的是未成熟的浆果，机器人会重新定位以获得更好的角度。安装在传感器中间的一个抓捕器刺入以切割浆果的茎，然后小心翼翼地将其放入机器人底座隔间中等待的塑料翻盖中。这个动作让人想起鸟类狩猎，凝视和啄食昆虫。

根据 Tortuga 的说法，自从 5 月份进入这个领域以来，这些机器人采摘的浆果数量几乎与人类采摘者一样多，而且准确率达到了 95%。支付工作费用的种植者支持这一说法。

在加利福尼亚种植草莓变得越来越困难。一家机器人初创公司正在押注一场革命性的变革。

Tortuga 向种植者推销的是一种订阅模式，该模式向他们收取每盒由机器人采摘的草莓的固定成本，其费率与人类工人的工资相当。与人类不同的是，Tortuga 机器人不需要休息，不会生病，随时准备工作，并且可以全天挑选，直到深夜。目前，人类工作人员仍然会在机器人之后进行定期清理拾取。

但 Tortuga 背后的团队——以及加州价值 20 亿美元草莓产业的一些长期专家——认为农业机器人不仅仅是可以降低成本并提高种植者利润的省力设备。他们将它们视为处于气候变化、水权、劳工斗争、土地使用和化学监管交叉断层线上的行业能够适应和生存的唯一途径。

在短期内，他认为该公司正在证明其机器人具有成本效益并满足现有农场的需求。有了这个证据，该计划将向投资者寻求新的资金注入——该公司自 2016 年成立以来已经筹集了 2800 万美元——并“建造数千台机器人”。

从长远来看，他认为机器人劳动力供应是未来草莓产业不再是美国 90% 草莓种植的加利福尼亚海岸的代名词的关键。

Tortuga 的机器人旨在从水培桌面上种植的植物中采摘草莓，而不是几乎构成加州全部作物的地面草莓。Santa Maria 是一家名为 New Wave Berry 的合资企业的一部分，该合资企业由总部位于加拿大温哥华的大型水果公司 Oppy 组建；Farmers Gate，一家投资公司；和红狗管理。该合资企业已在该地区管理的 700 英亩土地中设立了 50 英亩的桌面作为试点项目，并以“Happy Berry 水培草莓”标签在 Ocean Spray 品牌下营销成果。

桌面系统通常受到塑料隧道的保护，在荷兰和英国变得很流行，Tortuga 最初是在英国开始将其机器人推广到该领域。使用非土壤基质——在圣玛丽亚农场的情况下，椰壳碎，称为椰壳——以及隧道的保护让种植者有更多的控制权，而凸起的桌面床可以防止地面害虫，减少收获的痛苦为工人。

Tortuga AgTech 机器人收集草莓

机器人收集在水培桌面上种植的草莓。（Al Seib / 时代）

桌面的较高成本使其在加利福尼亚州的田地中很少见，在沃森维尔、圣玛丽亚和奥克斯纳德的三个草莓中心占地超过 30,000 英亩。草莓已经是该州种植的资本最密集的作物之一，而且由于劳动力相对便宜且一年中大部分时间草莓天气理想，加州种植者并未感受到与欧洲同行相同的压力。

但是，复杂的力量组合正在对该行业产生影响，使得桌面农场和机器人收割机在加利福尼亚更加可行。最重要的转变：草莓种植者所依赖的化学品监管制度不断变化。

草莓植物是一群病毒、真菌和线虫的猎物，这些病毒、真菌和线虫会传播到泥土中，等待感染明年的浆果。如果没有熏蒸剂将敌对生物轰炸出土壤，病原体负荷会随着时间的推移而增加，随后的作物就会枯萎和枯萎。

然而，熏蒸越来越受到监管。溴甲烷曾是业界的宠儿，十多年前因其对臭氧层的影响而被禁止使用，并且还被确定为一种神经毒素和呼吸道刺激物。氯化苦是一种最初用作化学武器的常见熏蒸剂，其使用越来越受到缓冲区的限制，缓冲区要求种植者在处理过的田地与道路、房屋和水体之间留出一定的距离。1,3-二氯丙烯，通常被称为 Telone，是一种已知的致癌物质，在加利福尼亚受到严格的年度使用限制。

正如加州大学圣克鲁斯分校教授朱莉·古斯曼在她 2019 年出版的“Wilted”一书中所概述的那样，在对它们的使用进行审查的同时，熏蒸剂似乎在对抗近年来出现的草莓新旧威胁方面正在失去效力。熏蒸剂和加州草莓产业。

加利福尼亚州帕萨迪纳 - 2020 年 1 月 28 日：Flippy 机器人于 2020 年 1 月 28 日在加利福尼亚州帕萨迪纳的 Miso Robotics 展示了其操作油炸站的能力。（Gina Ferazzi/洛杉矶时报）

“人们普遍认为熏蒸剂在这个世界上并不长久，”Guthman 说。“它们是非常古老、令人讨厌的化学物质。”

化学制度的转变使桌面农场更具吸引力，尽管安装成本更高。与其每年试图熏蒸潜伏在土壤中的危险，种植者可以扔掉去年的基质并投入新的一批。

桌面系统更好的人体工程学设计也使得招募经验丰富的收割工人变得更容易，否则他们可能会采摘生长在高大灌木丛中的黑莓或覆盆子。

平均而言，加州种植者每年向采摘草莓的工人支付每英亩超过 35,000 美元的工资。根据加州大学最近的 2021 年成本研究，这相当于每英亩草莓生产总成本的 40%，随着新的州工资和加班法于 2022 年生效，这些数字可能会上升。

近年来，加州种植者在吸引收获劳动力方面遇到了困难，通货膨胀和劳动力市场紧张刺激了全州的工人要求更高的工资。一些种植者依赖根据 H-2A 客工计划引进的工人，该计划确保了稳定的劳动力，但也推高了成本，因为签证条件要求雇主提供住房、食物和 2022 年 17.51 美元的最低工资。在种植者的大量支出中，机器人可靠性的提高以及随着时间的推移变得更具成本效益的潜力是难以抗拒的。

桌面系统使 Tortuga 的草莓机器人能够更容易地用机械臂采摘浆果，并保护机器人免受直接接触元素的影响，从而使他们能够进行交易。“我们希望加速采用桌面和受控环境种植，并帮助这些农场取得成功，”亚当森说。“机器人帮助这些农场提高经济效率，并腾出更多资金投入设置。”

管理圣玛丽亚农场的公司 Red Dog 的副总裁兼总经理 Ryan Harrison 认为，桌面和机器人收割是该行业即将发生的更戏剧性转变的关键组成部分，这可能会使加利福尼亚州失去其作为草莓王。

他预测，在未来几十年，随着平均气温上升、干旱持续时间延长、用水受到更多限制以及开发推动土地价格上涨并将缓冲区进一步扩展到农田，该州的三个主要种植区将不再适合户外种植。

他预测，在三大草莓产区中，圣玛丽亚可能坚持的时间最长，气候温和，水权稳定，距离主要城市中心更远。哈里森说：“在底特律、芝加哥或新泽西等地，一切都可能进入温室或室内之前，圣玛丽亚将成为加利福尼亚最后的种植区之一。” “看着水晶球，那将是 20 年、30 年后。”

但加州目前的主导地位依赖于数以万计的熟练采摘工人。在美国主要大都市郊区的室内或隧道下种植草莓需要新的劳动力来匹配。

这就是机器人发挥作用的地方。“一旦你开发了一个可以在任何地方种植的系统，你就不会关心土壤，你不会太在意气候，并且它在其他地区使用相同的机器人以非常相似的方式工作，你可以做所有事情这很酷的东西，” Tortuga 的另一位联合创始人兼首席技术官 Tim Brackbill 说。

“可持续性是一个很好的词，但它变得越来越势在必行，”亚当森说。“我们必须能够以更具弹性和适应性的方式种植粮食，因为美国西部的大火不会停止，水不会突然回来。”

然而，在水晶球之外，加利福尼亚仍有数十亿颗草莓生长，在机器人、水培、分布式草莓系统生根之前需要克服许多障碍。

加州大学圣克鲁斯县合作推广部主任兼浆果专家马克·博尔达同意加州草莓面临许多挑战——但对机器人采摘的桌面农场的经济效益或该州的产业持怀疑态度要去任何地方。

Bolda 说，到目前为止，桌面的采用是有限的，尽管他已经看到了实验。他说，随着新的熏蒸剂制度，“它变得越来越不确定，我们开始看到更多的疾病，因此大公司正试图提高他们在桌面方面的能力，但不是大规模的。”

当他与人合着了 UC 对草莓的最新成本研究时，他研究了一种水培系统，该系统生长在地下塑料内衬的犁沟中，而不是更昂贵的桌面，并发现经济学是“一场灾难”。在一个平均领域，每年每英亩的成本加起来高达 45,000 美元，不包括收获劳动力。在水培系统中，同样的成本增加了一倍多，达到 100,000 美元以上。

Red Dog 的哈里森拒绝分享详细的成本信息，但表示虽然他们的桌面种植每英亩的成本高于传统田地的成本，但桌面的更高产量使经济学发挥了作用。“我们生产的草莓多得多，”哈里森说——每英亩草莓多出 50%——“每单位生产的成本实际上更低。”

“我有一些种植者告诉我，成本比他在研究中检查的水培设置要低一点”，Bolda 说，并指出年轻的种植者，在他估计平均年龄为“ 60 岁左右，”更热衷于尝试新技术。“我已经接受了一些我真正需要提升自己的游戏水平的年轻群体的教导”，并加入了桌面增长，Bolda 说，“但我的财务状况令人不安。”

他承认，机器人驱动操作的随处生长愿景“真的很有趣”，但怀疑加州草莓系统是否如此便携。“如果有的话，我可以看到桌面和土壤的混合物”正在发展，Bolda 说，但他认为，由于气候和行业集中，加利福尼亚海岸的常规土田将持续存在，因为更细致和有针对性的土壤害虫管理取代了旧的熏蒸系统。

在圣玛丽亚试验场，托尔图加的机器人舰队已经出现了改进的迹象。哈里森表示，该公司计划将其在 Red Dog 的商业试验延长至明年，并扩大其种植面积。

具有讽刺意味的是，现在托尔图加最大的瓶颈之一是人力。“如果机器人出现问题，我们可能需要四个小时来修复它，但其中一半时间只是在等待有人解决它，”亚当森说。一个潜在的解决方案：将收获工人重新培训为机器人操作员和机械师。圣玛丽亚的一名采摘工已经在接受这样的培训。

收获工人安东尼奥克鲁兹采摘草莓

机器人通过后，安东尼奥·克鲁兹 (Antonio Cruz) 收集草莓。“我确实认为最优秀的人类将能够在这些判断驱动的任务中胜过机器人，”Tortuga 首席执行官 Eric Adamson 说。（Al Seib / 时代）

当人类学习在机器人上工作时，机器人正在学习更像人类一样工作。Adamson 说，盛夏的软件更新使他们的拣货速度翻了一番。“我们基本上和慢人一样快，但质量真的很高，我们认为我们可以越来越快，”他说。Tortuga 的创始人预计他们的机器人将在不久的将来与人类的产出相媲美，通过以更慢的速度工作更长的时间，并在“一两年内”达到人类的拣选速度。

“我确实认为我们会达到相当好的人类速度，尽管我确实认为最优秀的人类将能够在这些判断驱动的任务中胜过机器人，”亚当森补充道。“不过没关系。它不必比每个人都好，它只需要比足够多的人更好。”