农业机器人的发展原因及分类

农业机器人的发展原因及分类

范春梅

韶关学院医学院 广东省韶关市 512026

摘要：随着人工智能、神经网络和物联网等技术的重大变革，农业机器人的功能不断强大，应用领域也不断丰富和扩展，本文简要概述了农业机器人的发展原因，特征，并说明不同的分类有各自的应用特点。

关键字：农业机器人，特征，分类

图1 农业机器人的分类

1. 农业机器人发展是人类社会进步的产物

农业发展经历了多个阶段，由最原始的采集农业和传统农业，到化学、工厂以及机械农业，再到智慧农田，每一次的进步都是农业机器人发展的前提条件。农业机器人取代人工或半机器作业是由多方面原因决定的，其一，世界人口的逐渐膨胀，老龄人口的日趋严峻以及农村劳动力资源的转移，导致农业劳动力尤其是年轻农业劳动力逐年递减。其二，农业人工作业成本的提高，世界粮食供应的增加，促使农业机器人及自动化技术发展，以满足农业生产产量，缓解劳动力的紧张。其三，单一的工作早已实现机器化作业，但是劳动强度大尤其是危险性高的工业不适合人类去完成，如砍伐树木，喷洒农药，需要借助机器帮助人类完成工作。其四，农产品的管理，数据的录入与保存，质量的评价等，由机器取代人力，极大地提高工作效率的同时解决了稳定性和统一性的问题，还能减少人类对环境、土壤、水源的破坏。

2、农业机器人的特征^[1, 2]及分类

与工业机器人相比，农业机器人要接触的对象通常是有生命的主体，这就决定了机器人工作的特殊性和复杂性，其一，机器人必须具备很强的识别技术与传感技术，在与生物发生接触时，力度要适中并能根据不同的物体进行调节，既要顾及形态各异的植物，又不能损伤或破坏植物，这就需要农业机器人比工业机器人更彰显柔性。其二，工作环境的复杂性要求机器人具备较高的智力能力应对变化中的事物，如变化的天气，不平整甚至有坡度的地面，生长中的植物，这就要求机器人要随时随地作出随机应变的选择与处理。其三，机器人要与人合作，需要具备用户友好界面，容易让农民上手，农民对机械操作能力相对较弱，所以如何设计能让农民更易于接受与操作是必须考虑的问题，另外，由于是人机交互合作，所以在设计时也要充分考虑其安全性能，在合作的时候有充足的保护装置。

农业机器人根据不同的用途会有不同的分类，大致可分为机械手系列机器人与行走系列机器人，具体的分类如图1^[3, 4, 5]。

2. 结语

人工智能的火速发展，带来了工业领域的进步，更带领了农业领域的突飞猛进，互联网、物联网以及云技术相辅相成用于农业领域，并通过各种传感器，如空气湿度传感器、湿度传感器、土壤水分传感器、土壤营养含量传感器等输送数据，实现智能决策分析和感知判断，并将传感技术结合导航技术、机器识别技术等高新技术实现自动化农业生产。

参考文献：

[1] 赵匀. 农业机器人的研究进展及存在的问题. 农业工程学报, 2003, 19(1):1-4.

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4. 汤修映, 张铁中. 果蔬收获机器人研究综述. 机器人, 2005, 27 (1):90-94.

5. 李玉林, 崔振德, 张园, 等. 中国农业机器人的应用及发展现状. 热带农业工程, 2014, 38(04):30-33