农业机器人的特点与国内发展概况

农业机器人的特点与国内发展概况

范春梅

韶关学院医学院 广东省韶关市 512026

摘要：我国是个农业大国，农业生产的质量和效率关系着民生生活的质量，经济发展的速度，所以农业机器人是农业生产的得力助手，本文阐述农业机器人的特点，分析我国农业机器人的发展情况，说明农业机器人的发展困难，但同时它也是我国农业发展的关键和必然。

关键字：农业机器人；特点；发展

1.农业机器人的特点^[1, 2]

1.1 农业机器人的操作环境变化多样。

首先，农业机器人不像工业机器人那样工作的环境相对稳定，农业机器人活动空间广阔，且通常地理结构不像规划好的平坦易于行走，如遇到较大的石块，遇到坡度大的地块等，这就要求农业机器人随时随地能够识别出复杂多变的环境，为适应不同环境及时调整动作路径。另外，农作物又是在不断地生长变化中，这就要求农作物具备像人一样用发展的“眼光”去“看待”和“处理”变化多端的事物的能力，也就是说，农业机器人必须具有良好的视觉系统，较高的导航与路径规划水平和较高的智力能力。

1.2 农业机器人的使用季节相对固定。

由于植物的生长具有季节性，如瓜类蔬菜一般生长在夏季，橘子、红枣等生长在秋季，这就局限了农业机器人的使用时间，因此，农业机器人的使用季节性较强，使用时间相对固定，在利用率方面，远不如工业机器人，利用率的低下直接导致农业机器人的成本增加。

1.3 农业机器人的作业对象的复杂性。

植物都有娇嫩、柔软、易损伤的特点，农业机器人毕竟是机器，根据植物特性要求它作出像人一样柔软的动作无疑给农业机器人的制造添加了更高的难度，而农作物种类繁多，形态各异，生长发育速度快慢不一，个体差异较大，这就要求农业机器人对成熟果实的定位要更加的精准，而且在采摘成熟果实的时候要求力度恰到好处，不伤害到其果实以及附近的果实和枝叶。

1.4 农业机器人的价格相对高昂。

农业机器人的设计、研发、制造决定了它的成本价格较高，工业机器人用于工业集团、企业中，购买能力较强，而农业机器人在很大程度上面向对象是农民，要个人去承担高额的费用负担太大，无力承受。

1.5 农业机器人的操作对象比较特殊。

操作农业机器人的主体是农民，这就要求农业机器人在使用上要充分结合操作者的特征，设计出安全可靠，容易掌握，简便操作的农业机器人。

2.中国农业机器人的发展概况

美国是机器人制造大国，它近几年研制出的一款施肥机器人，可以根据土壤质量，计算出最科学的施肥方案，既改善土壤条件，又节省施肥成本。德国研制出的除草机器人，一分钟内轻松清除120棵杂草，这种速度与效率无人能敌。英国研制出的蘑菇采摘机器人，一分钟可以精准采摘40个蘑菇，法国研制出的葡萄管理机器人，完全像种植园工一样，植株修剪，葡萄藤蔓打理，土壤改良都可以做到信手拈来^[3-6]。

西方发达国家在20世纪80年代就已经开始专注于农业机器人的研发，而我国的农业机器人起步较晚，20世纪90年代中才开始研发与生产。我国始终都是人口大国，所以对于粮食的需要也是一直保持着较高的热度，现在我国的口粮基本能够满足自给，但是随着人们对生活质量和食品安全的提高，还存在一定的粮食缺口，况且随着我国老龄化步伐的加快，农村劳动力的流失，对于粮食的生产制造有更高的要求，这样，就越发的需要借助机器帮我们解决实际的生活问题，而我国的农业机器人无论是从设备上还是从技术上都处于萌牙状态，所以，大力发展农业机器人具有非常大的市场潜力。

经过多年的努力研究，我国相关单位在农业机器人研发上也取得良好的成果，在采摘黄瓜、番茄、草莓等蔬果领域上有可喜的成绩。如中国农业大学研发的自动嫁接机器人，能为植物幼苗实现自动化嫁接，解决了人为嫁接时易损伤植株的问题^[7]，东北林业大学研发的采摘机器人，能快速地采摘成熟果实， 工作效率远高于人工作业，同时解决了人类危险操作的问题^[7]。还有其它单位也陆续在农业机器人研究上有一定的成就。

在国家政策扶持下，政府出台了一系列的方案大力支持农业机器人的发展，如《农机装备发展行动方案（2016-2025）》、《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》，明确提出要加强现代农业生产模式，推进农机装备创新和发展，提高现代农业产能效率，提高农机技术与水平。在税收方面有优惠政策，在人才培养方面也作出很大的努力。地方政府也开展一系列动作，如湖北省襄阳市全面推动从耕种到秸秆处理全过程机械化的实现，四川等地先后举办机器人设计大赛，并签约农机项目，以此推进农机产业的快速发展。

3.中国农业机器人的发展展望

由于中国农业产地与国外不同，地形更为复杂多样，研发农业机器人更具备挑战性，这就要求技术人员要攻克技术难题，突破技术瓶颈，在路径规划、导航定位、传感反馈等环节开发思维，开拓创新，以实现农业机器人能对复杂的地理环境掌控自如。

参考文献：

[1]方建军．移动式采摘机器人研究现状与进[J]．农业工程学报，2004，20(2)：273-275．

[2]田素博．国内外农业机器人的研究进展[J]．农业机械化与电气化，2007(2)：3-5．

[3]崔勇．农业机器人的研究与应用浅探[J]．南方农机．2008(1)：35—37．

[4]汤修映．张铁中．果蔬收获机器人研究综述[J]．机器人．2005，27(1)：90一94．

[5] Kondo N，Monta M，Fujiura T．Fruit harvesting robots in Japan[J]．Physical，chemical，bio-chemical and biological techniques and processes，1995，18(1-2)：181—184．

[6]胡桂仙，于勇，王俊．农业机器人的开发与应用[J]．中国农机化，2002(5)：45—47．

[7]沈明霞．姬长英．农业机器人的开发背景及技术动向[J]．农机化研究，2000(2)：31-35．