3:10开往尤马：我最近赴亚利桑那州尤马之行的感想

本文信息来源：sftw

相比把人送上月球、实现全球任何产品在数小时内送达、获得针对流行性腮腺炎、带状疱疹等的疫苗、让几乎每个人口袋里都拥有电脑与连网能力等目标，生菜采收的自动化更难实现，当然还有许多其他类似例子。

上周我在亚利桑那州尤马市访问期间，有幸参观了多处收获作业。我也有机会与生态系统中其它参与者交流，他们在该问题的不同方面开展了工作。

这些参与者包括具有前瞻性的农场劳务承包（FLC）公司、本地制造商、农业科技采纳服务公司、研究机构，当然还有许多种植者、托运人和包装商。就像任何群体一样，我也遇到了一些对事情应如何做有着极强意见的人！

莴苣（以及许多其他特种作物）的采收仍然主要依赖人工。

自动化与机械化尝试简史

根据一篇 1973 年的研究论文 ，公立研究型大学在 1962 年就开始了认真的莴苣机械化尝试。我们已经尝试将莴苣采收完全自动化将近 64 小时 年，但尚未成功。

这并非缺乏尝试。

有多个初创公司和其他定制工作室致力于将这一过程实现自动化。

根据 Better Food Ventures 最新的作物机器人报告，现有超过 450 家机器人公司，许多公司专注于收获作业。

布拉塞罗计划

在20世纪60年代之前，美国的种植者、承运人和包装商从布拉塞罗计划中受益。

这是一个政府对政府的协议。早年间，美国政府作为劳务承包方，负责将工人运送到分配中心。该计划规模庞大，几乎专注于墨西哥国民。

种植户支付低工资，该项目本身还被指控压低国内工资水平。由于劳动力如此廉价，用机器取代布拉塞罗斯几乎没有经济动力。

布拉塞罗计划于1964年终止。除非种植者能获得无证工人，否则这对他们构成了巨大挑战。

该项目终止后，UC Davis 开始将一种用于加工番茄的番茄收割机推向商业化，并很快被采用。一些需要大量劳动力的作物面积，如芦笋和草莓，迁往墨西哥南部。

“雇工计划”于 1964 年结束 ，许多农场主本希望通过 H-2 计划继续雇佣墨西哥工人。然而，劳工部于 1964 年 12 月 19 日颁布的法规要求雇佣 H-2 工人的雇主，必须向他们雇用的任何美国工人提供并支付 AEWR（最低可接受工资）（Martin，2007，第 15–16 页）。与“雇工”雇主不同，H-2 雇主还必须向美国工人提供并保障与“雇工”合同中相同的住房和交通条件。在美国农场工人未被最低工资法覆盖的时期，大多数美国农民通过机械化或改变作物来适应“雇工计划”的结束，而不是继续依赖外来务工人员（Clemens、Lewis 和 Postel，2018）。

布拉塞罗计划结束后，出现了许多试图机械化生菜收割的尝试。但这些早期机器既沉重又缓慢，常常把生菜压坏。彼时的技术（模拟传感器和液压装置）缺乏人手的灵巧。

随着非法工人数量的上升，对收割自动化的压力有所减轻。

从20世纪80年代到2010年代，该行业暂停了全面自动化，转而采用“收获辅助”机械。

收获辅助机械通常由一台慢速行驶的拖拉机牵引一条长长的传送带“翼”组成。大约20人的工队在传送带后方行走。他们继续切割、修整并将生菜头放到传送带上。

在图片右侧，你可以看到大约20到25人在挑选、切割并清理生菜，然后将其放到从左向右移动的传送带上。

传送带末端大约有 3 到 6 人负责对生菜进行质量检查。负责质检的人被称为“ojeros”，因为他们时刻关注通过的农产品质量。

如果田里的产品质量高，采收队会配置更多的切割工和较少的清理工；如果田间产品质量不佳，采收队则会配备更多的质检人员和较少的切割工。

对于棚内打包的产品（如上图所示，将用于加工），生菜球通过水雾喷洗保持清洁，然后被放入大箱子（图左），随后立即被移送到冷却设施以便进一步加工用于沙拉等。

站在箱旁的两到三名人员负责确保箱子被均匀装满。这部分收获队伍被称为“reinas”（西班牙语意为“女王”，因为她们站在机器较高处工作）。

对于田间打包，生菜球会立即用塑料包裹并装箱，运送到冷库。

收获辅助机械通过减少行走和弯腰（视产品而定）并提高收获速度，从而减轻工人的体力负担。

收割生菜最关键的工序是识别成熟的菜心、以正确的角度和位置将其割下，并修剪坏叶。1990年代和2010年代的机器人技术无法以具有成本效益的方式复制这一过程，而经过训练的人类却能相当有效地完成。

（这应当打消“务农是不需要技能的工作”这一观念）

因此，对于像生菜和浆果等特色作物，人力收割仍占总生产成本的超过50%。

加州大学戴维斯分校按加州不同地区和作物类型发布了详细的成本构成。下表为田间包装冰山生菜每英亩总运营成本的截图。

我突出显示了每英亩 7,200 美元的收获/田间打包成本，该项来自每英亩 14,584 美元的总运营成本。这些数据为 2023 年中海岸地区（Central Coast）冰山生菜的情况。雅马（Yuma，亚利桑那州）的人工成本会略低，但各项百分比将保持不变。

H2-A 课程

H-2A 计划始于 1986 年，不过首批签证直到 1992 年才发放。H-2A 计划的目标和结构与布拉塞罗（Bracero）计划形成了鲜明对比。

在布拉塞罗计划因压低工资而终止后，劳工部（DOL）为 H-2 签证实施了严格规定。他们制定了“不利影响工资率（AEWR）”。

AEWR 是一项最低工资底线，旨在防止外国工人的工资低于美国工人。

例如，在亚利桑那州，目前 H-2A 工人的法定小时工资约为 18 美元，且必须提供住房和其他便利设施，这使得实际换算到小时工资约为每小时 25 至 30 美元。

在最初的 20 到 25 年间，H-2A 项目几乎没有被利用，因为对农场主来说雇佣无证工人更便宜、更容易。因此，在该项目启动的前 20 到 25 年里，H-2A 每年在全国范围内只发放约 3 万到 4 万张签证。

大约在 2010 年前后，由于边境执法更严和墨西哥人口结构变化，廉价的无证劳动力开始减少。这迫使农场主将 H-2A 项目作为“最后的劳动力选择”。

随着 H2-A 项目成本上升，种植者再次被迫通过尽可能将收获过程自动化来降低成本，以便与墨西哥和南美等世界其他地区保持竞争力。我的朋友兼农业科技专家 Walt Duflock 对此类挑战有大量著述，建议你在 LinkedIn 上关注他。

正如下方图片所示，收获生菜需要速度、敏锐的观察力、精确度和耐力。在加利福尼亚萨利纳斯和亚利桑那尤马采收生菜是一项每周6天、全年52周、不间断的作业。

人类在技巧方面非常灵巧且多才多艺。采摘罗马生菜或卷心生菜并非易事。

例如，用于棚内包装、制作增值产品如沙拉的生菜必须以正确的角度被切割并放在生菜茎上；需要去掉几片叶子，并用取芯刀刺入心部。

这些生菜随后被放入大箱中，送往冷库进行进一步处理。

像罗马生菜心这样的产品，人需要分辨要摘哪棵生菜、放弃哪棵，在恰当的位置切割，并去掉适量的叶子以保留外观漂亮的菜心，然后立即进行包装。

这是一个消费者期望问题：消费者期望外观漂亮的农产品在放入冰箱后能保持相当时间的新鲜，直到被使用。

因此，大量可能可用的产品被遗弃（据一些估计，达40%–50%）。这些被犁回土里，在下一季作物种植前作为肥料，向土壤提供部分养分。

正如这里的一些例子所示，机器要完全取代人类非常困难，因为它必须在速度、质量和成本上与人工团队相匹配。采收队需要为莴苣完成以下三项主要操作。

插条、清洁与包装。

收获过程的能力与要求

为了减少甚至几乎消除人工，自动化机器应具备五类不同的能力。

这些必要的能力将说明为什么尽管该生态系统已运行超过64年，我们仍未完全实现生菜的自动收割。

尽管有强大的视觉系统、复杂的人工智能算法、边缘计算处理、材料工程的进步以及不断上升的 H2-A 成本，这个问题仍可能得到解决。

性能与吞吐量

该系统必须达到或超过人工采收队的效率，才能证明这项资本支出的合理性。目前的采收队工作速度很快，能迅速穿梭于田间，轻松每小时处理数千颗蔬菜头。

采收队必须在保持高产量的同时，维持切割、清洗和包装的质量。

如我之前所说，生菜采收全年每周6天进行。该系统必须能够在像加利福尼亚萨利纳斯那样的地区于4月至11月的采收窗口期以及亚利桑那尤马的11月至次年3/4月期间实现近乎连续运行。田块间的切换时间必须保持在最低水平。

经济与商业可行性

该机器必须在较长时间内减少对人力的需求，并且其采用的投资回报期应合理且可接受。

显然，任何新机器在第一天都无法满足这些要求，因此应制定计划，通过在现场进行足够的重复操作来随着学习而降低成本曲线。

食品安全与卫生设计

该机械必须遵守《食品安全现代化法案》（FSMA）下的 《农产品安全规则》（PSR）。该规则对农业用水、生物土壤改良剂、芽菜、家养与野生动物、工人培训及健康与卫生，以及装备、工具和建筑物等方面有具体要求。

食品安全至关重要。我所看到的所有操作都非常重视食品安全。我们始终必须佩戴手套、发网和胡须网（不论是否留有胡须）！

机器需要定期清洗，表面定期消毒。每个人都必须不断洗手以保持卫生环境。

其中一位种植者对鸟类特别反感！鸟类会造成麻烦，因为它们会损坏作物。如果鸟在田地上空飞行时“排泄”，从食品安全角度看会使收获产品变得充满挑战。

我听说有数百英亩的作物因鸟粪过多而不得不弃坑！这位种植者专门雇了一支8人小组，唯一职责就是驱赶鸟类。驱鸟的创新尝试包括用无人机追赶鸟群、播放特定频率的声音等。

产品质量与分级

必须在“领口”处（叶子与茎相接处）准确切割，以防缩短保质期。自动化系统必须识别并淘汰有明显缺陷的菜头。机械损伤应降到最低，并且符合 USDA 对不同等级农产品的标准。

手术与环境

满足作业和环境要求是这些机器面临的最具挑战性的方面之一。收获环境和时间段的特点是泥泞、尘土和高温。

沟壑可能是潮湿且泥泞的。机械在边缘处需要掉头，边缘可能具有不同的特性。它应能进入田地，并且便于从一块田地运输到另一块田地。

种植者对他们的种植方式抱有极大热情。有些种植者对床幅（床的宽度）非常讲究，如果要他们为了便于收割机操作而改变床幅，会非常困难。

因此，收割机应具备灵活性，能够调节以适应不同的床幅（从30多英寸到80多英寸不等）。

生态系统支持

对于任何产品，尤其是初创企业，第一版要把所有方面都做对几乎是不可能的。产品开发过程必须从某一项特定能力入手，然后通过真实的、正在生产的作业在现场积累经验。

鉴于从事机器人技术的初创公司众多，初创公司往往难以接触到合适类型的种植者以获取关于其产品的反馈，并且缺乏测试和迭代产品的基础设施。

这就是生态系统发挥作用的地方。我有幸在尤马与该领域的一些公私部门参与者建立了联系。

例如，YCEDA（亚利桑那大学旗下的尤马沙漠农业卓越中心）是

致力于将科学研究与产业结合，通过解决沙漠农业生产的“实际”需求，为利益相关者创造价值。

YCEDA 成员可以为致力于将创新推向市场的初创企业及其他参与者提供技术与研究协助、用于测试的田地面积以及生态系统支持。

像 The Reservoir 这样的组织提供支持、办公空间、现场测试基础设施和种植者联络渠道。

Reservoir 帮助创始人构建、测验并扩展农民能够投入使用的技术——更快速、更高效，并具有持久影响。

The Western Growers Association 作为特色作物种植者的代言机构，提供在技术采用、政策和行业需求方面的重要联系、专业知识和观点。

像 Axis Ag 这样的私人组织提供“面向农业社区的技术服务”。

Axis Ag 赋能农户，提供创新农业解决方案，推动可持续增长、优化生产力并促进环境管理。我们致力于推进技术与合作伙伴关系，改善农业的未来，构建有韧性的食品系统，并支持我们服务的社区。

Axis Ag 拥有一种有趣的模式。他们在特色作物农业领域有多年的经验、牢固的种植者关系，以及对不同农业技术解决方案进行实地测试、向初创企业提供反馈并找到合适的早期采用者以进行测试和规模化的专业能力。

他们已与多家农业科技公司建立合作关系 ，帮助这些公司将产品推向市场并实现规模化。

YCEDA、西部种植者协会、The Reservoir、Axis Ag 以及其他众多机构提供的服务与支持，对于将这些迫切需要的农业科技创新推向市场并实现规模化至关重要。

农业科技领域的常规对话令人沮丧。农场经济确实面临困境，但我在亚利桑那州尤马的考察让我看到，农业科技生态系统正在努力运作、加强协作，并以严谨的态度专注于解决正确类型的问题。

这可能比送人上月球花更长的时间，但许多现存问题将在不久的将来得到解决！

下周刊出稿

我将撰文介绍亚利桑那州尤马令人惊叹的灌溉基础设施；尤马如何成为美国的冬季沙拉蔬菜产地；该地区面临的挑战；以及农业科技可能发挥的作用。

动态

我将在 2026 年 3 月 16 日于旧金山 World Agritech 的“ 农业中的人工智能论坛 ”主持一个为期两个半小时的会话。该会话将聚焦于人工智能基准测试。希望三月在旧金山见到你们中的许多人。

我将主持一场题为 机器人与自主技术：新农业劳动力 的会话，时间为 2026 年 3 月 17 日，地点在 World Agritech，届时将有来自 CNHi、Kubota、Tavant 和 AgZen 的嘉宾发言。

AgTech Alchemy 将于 2 月 17 日在加利福尼亚州蒙特雷与 AgSafe 联合举办一场活动。AgTech Alchemy 团队将很快分享更多细节。