《农业机器人现状与展望》由赵春江院士撰写,从产业需求、典型机器人与关键技术、发展展望等方面,对农业机器人进行了全面分析,展现了这一领域的现状与未来趋势。
- 产业需求背景:农业生产诸多环节依赖人工,如大田作物的播种、收获,果园作物的采摘等。西方劳动力短缺、成本高且不稳定,以草莓采摘为例,挪威、英国采摘工每小时分别约120元、80元,疫情期间采摘工不足严重影响生产。同时,据联合国粮食及农业组织测算,到2050年世界需增加60%食物生产,农业机器人能精准作业,提高产量、质量和资源利用效率。此外,世界和中国农业劳动力占比下降,中国农业劳动力老龄化加剧,2017年平均年龄达53.3岁 ,农业劳动力短缺和老龄化问题亟待解决。
- 典型农业机器人与关键技术:涵盖巡检、施药施肥、除草、剪枝、果蔬采摘等多种机器人。巡检机器人用于监测作物生长,施药施肥机器人实现精准作业,除草机器人采用多种方式除草,剪枝和果蔬采摘机器人针对不同作物研发。这些机器人的关键技术包括移动平台、导航、作物检测、智能决策等,不同类型机器人还有各自的主要技术,如采摘机器人涉及视觉伺服、路径规划等。
- 发展展望:全球农业机器人产业化程度不一,移动平台、对靶施药机器人等已产业化,精准除草、果园运输机器人接近产业化,果蔬采摘、剪枝机器人距离产业化较远。目前存在感知不精准、手 - 眼 - 脚 - 脑协调难、末端执行器操作不灵巧、效率低、持续作业安博体育平台官网难、智能程度低、成本高等问题。短期来看,专用农业机器人将逐步进入农场,相关技术会取得突破;长期而言,通用农业机器人、多机协同、边 - 端 - 云协同将成为发展方向。未来,深度学习、新材料等新技术也将推动农业机器人技术创新。