農業機器人是指運用(yong)在在農業生產中的智能機器人，是一種可由不同程序軟件控制，以適應各種作業，能(neng)感覺并(bing)適應作物種(zhong)類或環境變化，有檢測(如視覺等)和演算(suan)等人(ren)(ren)(ren)工智(zhi)能(neng)的(de)(de)新一(yi)代無人(ren)(ren)(ren)自(zi)動操作(zuo)機械。同工業機器人(ren)(ren)(ren)或者(zhe)其(qi)他(ta)領(ling)域機器人(ren)(ren)(ren)相比(bi)，農(nong)業機器人(ren)(ren)(ren)工作(zuo)環境多變(bian)，以非結構環境為主，工作(zuo)任務(wu)具有(you)極大(da)的(de)(de)挑戰性。因此，一(yi)般而言，農(nong)業機器人(ren)(ren)(ren)對智(zhi)能(neng)化程度的(de)(de)要求要遠(yuan)高于其(qi)他(ta)領(ling)域機器人(ren)(ren)(ren)。

農業機器人如何產生的

農業機器人的(de)歷(li)史(shi)分為(wei)兩(liang)個階段，2000年以前農業機器人(ren)是機械電器自(zi)動化(hua)設備，2000年以后是加入人工(gong)智能(neng)、機(ji)器視覺等新技術的自動化設備。

上世紀80年代開(kai)(kai)始(shi)，一些發達國家由(you)于(yu)地多人(ren)少的原因，就已(yi)經開(kai)(kai)始(shi)致力(li)于(yu)農(nong)(nong)業機(ji)器(qi)人(ren)的研(yan)發工作，并相繼研(yan)制出(chu)了嫁接、扦插、移栽和采摘(zhai)等多種農(nong)(nong)業生產機(ji)器(qi)人(ren)。機(ji)器(qi)人(ren)在農(nong)(nong)業領域(yu)的出(chu)現和應用，為這些國家的農(nong)(nong)業自動(dong)化、精準化、智能化發展帶來了強勁動(dong)力(li)。

農業機器(qi)人發(fa)展(zhan)歷(li)史

2007年掃描果實(shi)并收集(ji)土壤(rang)、種子(zi)數據的(de)Ag Tracker被發明出來。

2012年能夠(gou)在植物育苗(miao)室內移動盆栽(zai)樹苗(miao)的(de)機器人——收(shou)獲運輸車HV-100被研發出來，同年能夠除去生菜(cai)土(tu)地里(li)多余種子的(de)生菜(cai)機(ji)器人Lettuce bot誕生，2012年還誕生了剪除或者栽(zai)培葡萄藤(teng)的(de)Wall-Ye機器(qi)人，該(gai)機器(qi)人能夠(gou)收集土壤(rang)健康狀況和葡萄庫存(cun)的數據(ju)。

2013年采摘(zhai)草莓(mei)的機(ji)器(qi)人出生，該機(ji)器(qi)人使(shi)用兩個數碼相機(ji)來拍攝草莓(mei)的顏色，判斷(duan)草莓(mei)的成熟程(cheng)度，并且采摘(zhai)已熟的草莓(mei)。

目前種(zhong)植水稻(dao)的機器(qi)人(ren)正在研發(fa)中，該機器(qi)人(ren)能(neng)夠分析田地(di)的貧瘠等環境。

農業機器人分類

施肥機器人、耕耘機器人、除草機器人、噴藥機器人、蔬菜嫁接機器人、收割機器人（如番茄收獲機器人）、采摘機器人（如采(cai)摘草莓機器人、采摘柑桔機器(qi)人）等(deng)。

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1、大田(tian)生產農業機(ji)器人

大田(tian)(tian)用農(nong)業機(ji)器(qi)(qi)人(ren)有大田(tian)(tian)播種機(ji)器(qi)(qi)人(ren)、大田(tian)(tian)收獲機(ji)器(qi)(qi)人(ren)、大田(tian)(tian)植保機(ji)器(qi)(qi)人(ren)、大田(tian)(tian)耕作機(ji)器(qi)(qi)人(ren)以及大田(tian)(tian)移栽(zai)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)等。

大田果蔬采(cai)摘(zhai)(zhai)作(zuo)業(ye)(ye)是(shi)生(sheng)產鏈(lian)中(zhong)最耗時和費力的(de)(de)生(sheng)產環節(jie)之一。另外，采(cai)摘(zhai)(zhai)作(zuo)業(ye)(ye)季節(jie)性強，勞動(dong)強度大，費用高，因此(ci)保(bao)證果實適時采(cai)收、降低收獲作(zuo)業(ye)(ye)強度及(ji)用工費用是(shi)保(bao)證農業(ye)(ye)增收的(de)(de)重要途徑。然(ran)而(er)，由于采(cai)摘(zhai)(zhai)作(zuo)業(ye)(ye)的(de)(de)復雜性，采(cai)摘(zhai)(zhai)自動(dong)化(hua)程度仍(reng)然(ran)很低。目前，國內外水(shui)果采(cai)摘(zhai)(zhai)作(zuo)業(ye)(ye)基本上都是(shi)人工進行，其費用約(yue)占成本的(de)(de)30%～50%，并且時(shi)間較為集(ji)中(zhong)，勞動(dong)量大，工(gong)時(shi)緊張(zhang)。大田果蔬采(cai)摘(zhai)機器人(ren)(ren)作(zuo)為農(nong)業(ye)機器人(ren)(ren)的重要類型(xing)，在降低工(gong)人(ren)(ren)勞動(dong)強(qiang)度和(he)生產(chan)費用、提(ti)高勞動(dong)生產(chan)率和(he)產(chan)品質(zhi)量、保證果實適時(shi)采(cai)收等方(fang)面(mian)具有巨大的發展潛力(li)。

2、設施農業機器人(ren)

設施農業用機器人有嫁接機器人、花卉插枝機器人、蔬菜收獲(huo)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)、植物工廠(chang)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)和分揀(jian)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)等(deng)。其中(zhong)，嫁(jia)接(jie)(jie)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)包括(kuo)蔬菜嫁(jia)接(jie)(jie)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)和油茶嫁(jia)接(jie)(jie)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)等(deng)。目前(qian)，嫁(jia)接(jie)(jie)繁殖技術較為成熟(shu)，而人(ren)(ren)(ren)工嫁(jia)接(jie)(jie)效率(lv)較低，因此加(jia)大嫁(jia)接(jie)(jie)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)研究投(tou)入，推(tui)進高速和高質的(de)嫁(jia)接(jie)(jie)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)(ren)的(de)推(tui)廣與應用，可取(qu)得(de)可觀的(de)直接(jie)(jie)經濟利益及生態環境價值。

嫁接機器人工作(zuo)時(shi)只(zhi)需操(cao)作(zuo)者將砧木盤(pan)及接穗盤(pan)各自放入指定位置，便(bian)可自主(zhu)完成抓穗、切苗、接合、固定和排苗等(deng)作(zuo)業項目，省時(shi)高(gao)效，成活率(lv)高(gao)。

3、農產品加工與鑒定機器人

目前，農產品加工機器人有肉類加工機器人、擠奶機器人、剪羊毛機器人和食品安全鑒定機器人等。

農業機器人的特點

1、農業(ye)機器人作業(ye)季節性較(jiao)強。

農產品生產的季節(jie)性較(jiao)強(qiang)，并且農(nong)(nong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的針(zhen)對性較(jiao)強(qiang)、功能單一。因此，農(nong)(nong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的使(shi)(shi)用也具有(you)較(jiao)強(qiang)的季節(jie)性，從而造成農(nong)(nong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的利用率低(di)，增加了農(nong)(nong)業(ye)機(ji)器(qi)人(ren)的使(shi)(shi)用成本。

2、農(nong)業機器人作(zuo)業環境復雜(za)多變。

工業(ye)機(ji)器人(ren)作(zuo)業(ye)環境(jing)比較(jiao)固定(ding)，而(er)農業(ye)機(ji)器人(ren)的作(zuo)業(ye)環境(jing)一(yi)般難以(yi)預知(zhi)。因此，農田作(zuo)業(ye)的機(ji)器人(ren)需要(yao)有較(jiao)強的環境(jing)識別能力(li)，且還(huan)要(yao)對不同環境(jing)有不同的動(dong)作(zuo)反應(ying)。

3、作業對象(xiang)的(de)嬌(jiao)嫩和復雜性。

農(nong)業(ye)(ye)(ye)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)的(de)作(zuo)業(ye)(ye)(ye)對(dui)象是農(nong)作(zuo)物，而農(nong)作(zuo)物的(de)嬌嫩性對(dui)農(nong)業(ye)(ye)(ye)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)的(de)動作(zuo)提出了更高的(de)要求：農(nong)業(ye)(ye)(ye)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)的(de)執(zhi)行末端與作(zuo)業(ye)(ye)(ye)對(dui)象接觸時需要進行柔性處理；農(nong)業(ye)(ye)(ye)機(ji)器(qi)(qi)(qi)人(ren)的(de)作(zuo)業(ye)(ye)(ye)對(dui)象形狀復(fu)雜(za)，農作物的生長發育受周圍環境的影響較(jiao)大，因(yin)此(ci)農作物的空間形態(tai)具有很大的不確(que)定性，從(cong)而要求(qiu)農業機器人對不同的空間形態(tai)進(jin)行判斷，以實現不同的動作。

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4、農(nong)業機器人使用(yong)對象(xiang)的特殊性(xing)。

農(nong)業機器人(ren)(ren)的(de)(de)使用對象(xiang)是農(nong)民。隨著人(ren)(ren)口老齡化程度(du)的(de)(de)提(ti)高(gao)，從(cong)事農(nong)業生(sheng)產的(de)(de)人(ren)(ren)口也將步入(ru)老齡化時代。因(yin)此(ci)，需(xu)要農(nong)業機器人(ren)(ren)必須具有高(gao)可靠性和操作簡單等特(te)點。

5、農(nong)業機(ji)器人價格(ge)的(de)特(te)殊性。

農(nong)業機器人(ren)的前期研發(fa)投入較大(da)，結構(gou)復雜，制造成本(ben)較高，導致價格昂貴，超出了一(yi)般農(nong)民(min)的承受能(neng)力。

農業機器人的發展現狀

美國

首先要(yao)介紹的世界超級(ji)大國——美(mei)(mei)國。美(mei)(mei)國明尼蘇(su)達(da)一家農業(ye)機(ji)械公司(si)研制除(chu)了(le)一款獨特的(de)施(shi)肥(fei)機(ji)器人，它可以根據不同(tong)類(lei)型土壤的(de)實際情況(kuang)，制定不同(tong)的(de)施(shi)肥(fei)策(ce)略。由于機(ji)器人可以科學配比出(chu)最(zui)適量的(de)施(shi)肥(fei)方案，幾乎不會再出(chu)現肥(fei)料浪費(fei)的(de)情況(kuang)，大(da)幅降(jiang)(jiang)低了(le)農業(ye)成(cheng)本。而(er)且精(jing)通(tong)肥(fei)料學的(de)機(ji)器人還知(zhi)道如(ru)何施(shi)肥(fei)才能把(ba)對(dui)環境(jing)的(de)影(ying)響降(jiang)(jiang)到最(zui)低。

德國

接(jie)下(xia)來要(yao)介紹的(de)是以嚴謹著稱的(de)德(de)國。德(de)國人(ren)一向以精通(tong)高精尖(jian)享譽世(shi)界，在人(ren)工智(zhi)能領域他們(men)又怎會(hui)落后?德國(guo)農業(ye)專家研制(zhi)出的(de)除草機器人BoniRob，可以在農場的(de)各種地塊間(jian)極(ji)速(su)穿(chuan)行，準確找到雜草并清除(chu)，每分鐘可以除(chu)掉120根(gen)雜(za)草，比人工(gong)和藥物(wu)除草都要快(kuai)得多。

英國

而(er)在盛產蘑(mo)菇的(de)(de)英國(guo)，希爾索(suo)農機研(yan)(yan)究所研(yan)(yan)制(zhi)出(chu)了一款(kuan)可(ke)以(yi)高速采(cai)(cai)摘(zhai)蘑(mo)菇的(de)(de)機器人，它(ta)的(de)(de)采(cai)(cai)摘(zhai)效率(lv)是人工采(cai)(cai)摘(zhai)的(de)(de)兩倍，每分鐘(zhong)可(ke)以(yi)采(cai)(cai)摘(zhai)40個蘑(mo)菇。這款機器人(ren)通過視覺圖像分析軟(ruan)件來識別蘑(mo)菇的(de)數量和等級，然后用紅外線測距儀(yi)測定蘑(mo)菇的(de)高度(du)(du)，再由真空吸柄(bing)根據計算得出的(de)具(ju)體情況確定需(xu)要彎曲和扭轉的(de)力度(du)(du)，從而自動完成蘑(mo)菇采摘(zhai)。

法國

最后要介紹的(de)是以葡(pu)(pu)萄酒聞名(ming)世界的(de)法(fa)國。眾所周(zhou)知(zhi)，法(fa)國的(de)葡(pu)(pu)萄酒業(ye)異常繁榮，由此帶來(lai)的(de)是法(fa)國葡(pu)(pu)萄種(zhong)植業(ye)的(de)發達。而當前法(fa)國種(zhong)植園的(de)工人們(men)卻在擔(dan)心他們(men)的(de)工作將(jiang)會被(bei)一款名(ming)叫Wall-Ye的機器人取代。據悉，Wall-Ye是專為葡萄園所研發的一(yi)款農業機器(qi)人，從(cong)植株修剪、監控土(tu)壤情況到打理藤蔓的健康狀況，所有種(zhong)植園工(gong)人能做的工(gong)作，Wall-Ye都能一(yi)手包辦。

中國

與國(guo)(guo)外相比(bi)，我(wo)國(guo)(guo)農業(ye)機器人(ren)(ren)研究(jiu)與開發方面(mian)尚(shang)處(chu)于起步階段。我(wo)國(guo)(guo)農業(ye)機器人(ren)(ren)起步較晚，20世紀90年代中期，國內才開始(shi)了農(nong)業機器人技術的研(yan)發。

目前我國已開發出的農業機(ji)(ji)器人(ren)(ren)有：耕(geng)耘機(ji)(ji)器人(ren)(ren)、除草機(ji)(ji)器人(ren)(ren)、施(shi)肥(fei)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)、噴藥(yao)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)、蔬菜嫁接機(ji)(ji)器人(ren)(ren)、收割機(ji)(ji)器人(ren)(ren)、采(cai)摘機(ji)(ji)器人(ren)(ren)等(deng)。

農業機器人發展趨勢

由機(ji)器(qi)人技(ji)術(shu)帶(dai)動的(de)農(nong)(nong)(nong)業(ye)升級，正(zheng)在(zai)為農(nong)(nong)(nong)民(min)生活改善打(da)開新(xin)空間。農(nong)(nong)(nong)業(ye)機(ji)器(qi)人除了可以從事種植、打(da)農(nong)(nong)(nong)藥(yao)、收割等田地作業(ye)之外，還可以在(zai)畜(chu)牧養殖業(ye)中發揮重要作用。機(ji)器(qi)人將(jiang)給農(nong)(nong)(nong)業(ye)帶(dai)來一場(chang)新(xin)的(de)變(bian)革(ge)。

農業機器人將信息技術進行綜合集成，集感知、傳輸、控制、作業為一體，將農業的標準化、規范化大大向前推進了一步。不僅節省了人力成本，也提高了品質控制能力，增強了自然風險抗擊能力。并通過智能感知、識(shi)別技(ji)術(shu)(shu)與(yu)普適計算等(deng)通信(xin)感知技(ji)術(shu)(shu)將(jiang)農(nong)作(zuo)物與(yu)物聯網(wang)連接起來，進行信(xin)息交換和通訊，以實(shi)現(xian)智能化識(shi)別、定位、跟蹤、監控和管理等(deng)功能。

隨著中國(guo)工業化(hua)、城鎮(zhen)化(hua)和(he)現代化(hua)的(de)快(kuai)速發展，我國(guo)農業機器(qi)人的(de)研發范(fan)圍亦在逐步(bu)擴大(da)。

科(ke)技(ji)部在《服(fu)務機器人科(ke)技(ji)發展“十二(er)五”專項規劃》就明(ming)確(que)提出把(ba)服(fu)務機器(qi)人產(chan)業培育成我國未來(lai)戰略(lve)性新興(xing)產(chan)業。按照銷量年(nian)均12%增長，售(shou)價14萬美(mei)元一臺(tai)計算，至2021年，全球農業機(ji)器人(ren)的銷售量將(jiang)超過1.4萬臺，銷售額將超(chao)過20億(yi)美元。