农业机器人的发展与研究

王新

摘 要：本文结合中国农业机器人的发展背景，分析了农业机器人的发展情况，结合农业机器人的应用特点，并针对目前中国农业机器人的应用现状做了全面概述，并从国内外各个国家的农业机器人的研究状况概述了当前机器人的发展现状，通过国内外农业机器人发展状况的对比情况，来了解现如今国内的农业机器人在未来如何发展。

关键词：农业机器人；发展；应用

中图分类号： TP242 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-144-2

0 引言

随着电子技术和计算机技术的发展，智能机器人在日常生活中的应用越来越多，其优越性越发明显，得到了大家的一致好评，近年来，智能机器人在自动化和智能化方面取得了巨大的进展。由于农业生产实际中存在生产对象复杂和多样，为农业机械的大力应用提供了广阔的舞台，所以农业机器人有着巨大的经济效益和市场。

1 国内农业机器人的发展背景

中国是一个农业大国，农业在国民经济中占着特别重要的位置。随着改革开放以来，新兴行业蓬勃发展，直到现在国内的很多产业已经达到国际领先水平，但作为农业大国的中国，农业机械化总体水平还比较低。在新世纪尤其是在新农村建设当中，怎么样才能加快农业机械化的发展是我们实现农业快速发展的第一任务。从古至今，农业科技对农业生产起了巨大的推动作用，为农业的长足发展提供了动力，随着农业科技的越来越普及，农业劳动力进一步下降，进入新世纪以来，这种局面更加迫切，导致从事农业生产的劳动力不断减少，农业劳动力不足的问题将日益凸现，鉴于农业机器人巨大的优越性，大量的使用农业机器人应用于生产，彻底改变了传统的农业生产方式，可以改善农民的生产生活状态，减轻了劳动者的工作量。所以，当前对农业机器人的研究非常重视，投入了巨大的资金和人力来从事农业机器人的研发。我国的农业机器人研究，近年来取得了长足的进步，目前已研发和制造出来的农业机器人，包括施肥机器人、除草机器人、耕耘机器人、喷药机器人、采摘机器人、收割机器人等。目前，我国的农业机器人研究已经涉及到越来越广泛的农业生产，实现了农业生产的自动化。

2 农业机器人的特点及应用现状

2.1 农业机器人的特点

农业机器人主要针对农业生产领域，在经济和技术方面有着特殊性，与其他在工业领域使用的机器人相比，其有以下特点：

①作业对象复杂。由于生物容易被外界所伤，还有形状复杂，生长发育程度不一，个体由于生长随时间的变化大小也一直在变化，所以必须轻柔细心的对待处理，这样才能使机器人合理的躲避障碍，降低机器对生物体的损伤。②作业所在的环境易变。由于农业生产中，农作物不是固定不变的，而是随时间不断生长，不断变化的，所以农业机器人的工作环境是不断变化，是不确定的。③作业动作不是固定模式。农业机器人一般的工作范围是在整个田间，其操作轨迹也是由时间的变化而调整的，所以农业机器人在工作时的调整是改变的不定向的。④适用对象和价格的特殊性。机器人的使用和维护需要相当高的技术水平。实际操作机器人的是技术水平较低的农民而不是专业工程师，这就要求农业机器人有较高的可靠性和简单的操作性。

2.2 农业机器人的应用现状

2.2.1 施肥机器人

施肥机器人，可以实现自动驾驶，能很好的完成施肥作业，可以针对不同的作物环境，根据不同的土壤类型，结合不同的农作物，可以实现自动分析作物生长环境，自动根据作物生长阶段，配置合适作当前需要的的营养液，准确设置好作物所需的施肥量，可以有效提高作物的生长需要，最大程度的减少浪费，实现精准施肥。

2.2.2 除杂草机器人

除杂草机器人，可以利用事先存储在计算机中的杂草图像，利用当前检测到的杂草信息，通过杂草的图像识别，可以确定杂草信息，还可进行杂草定位，可以把实际的草情况与预先存储的草图像进行对比，可以实现自动辨识杂草，准确定位杂草的位置，实现自动除杂草。

2.2.3 管理与收获机器人

这种机器人可以实现农作物的自动化管理，减轻人的作业工作量，可以根据系统预先设置的管理流程，利用机器人自带的控制模块、检测模块等，实现农作物的现场自动化管理。

2.2.4 机械手机器人

机械手机器人，可以最大程度代替人的手来从事农业生产，可以帮助劳动者从事一系列的农业生产活动，利用机器人自带的机械手，实现与人类似的工作。

2.2.5 其他特殊机器人

除了常规的施肥、除杂草、机械手等农业机器人以外，还有越来越多的特殊农业机器人已经研发，并且已经生产制造，投入农业生产中，农业机器人的优越性越发突出。（如图2）

3 国内外农业机器人的发展状况

3.1 日本

日本是世界机器人发展的强国，是最早开展农业机器人研究的国家之一。早在20世纪70年代后期，就开启了农业机器人的相关研究，当前，日本已研制出如施肥、除草、移栽、嫁接、育苗、扦插、农药喷洒等众多农业生产实际中使用的农业机器人，基本涵盖了农业生产领域的全过程，完全实现了农业生产的高度自动化，日本机器人的研发、设计、制造都处于世界先进水平。

3.2 美国

美国也是世界机器人的强国，在农业生产中也研发制造了大量的自动化机器人，对美国农业的发展带起来极大的推动作用。

3.3 英国

英国的农业生产机器人发展也非常迅速，针对不同的农业作物，都有相应的机器人用于生产，大大提高了农业生产的自动化水平。

4 存在的问题

目前，农业机器人的发展虽然取得了巨大的进步，其应用领域也越发广泛，但是普及率还是有限，未来要加大农业机器人的普及，还有很多工作要做，农业机器人有些方面还要继续完善和改进。目前，有些农业机器人的智能化程度还不足，因为农业生产有很强的特点，环境千差万别，如有些农业生产要求有很高的蔽障和辨识要求，所以，未来的农业机器人还得继续改进。还有当前农业机器人普及率低的最大问题，还是农业机器人的成本太高，投资太大，再加上农业生产的季节性特点，投入巨资购买的农业机器人，存在利用率低的问题，所以，未来的农业机器人必须要想办法减少成本，还要确保性能，只有这样才能使农业机器人大量普及，更好的服务于农业生产。

5 结束语

针对当前农业机器人的研究现状，可知农业机器人的研究充分考虑其实用性，随着现代农业科技的不断发展，加上自动化技术、计算机技术、机械电子技术的有力实践，农业生产的高度自动化日益突出，为农业机器人的发展起到了促进作用，农业机器人的应用将更加广泛，在未来的发展中，农业机器人的发展将追求更加紧密的工作模式，体现更加优越性的工作能力，将更加追求提高农产品的生产质量与数量。随着经济和科技的高速发展，农业机器人作为新型的自动化农业机械必将得到越来越广泛的应用，为农业生产提供巨大的技术支持，更好的服务于农业生产。

参 考 文 献

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