“机器人+”托起智慧农业未来

本文转自：农村大众报

△在浙江省嘉兴市南湖区凤桥镇一个蔬菜大棚内，植保机器人在施肥作业。 新华社发

△山东省农业机械科学研究院研制的一款自动采摘果实的新型果蔬采摘机器人。 陈建志 王萌 摄

△在浙江省嘉兴市南湖区凤桥镇一个育苗大棚内，自动化设备在给菜苗浇水。 新华社发

3月1日，在湖北省天门市黄潭镇一处油菜田，植保无人机在进行喷药作业。 新华社发■编者按

最近，机器人“出圈”了。电影《流浪地球2》里的四足仿生机器人“笨笨”，让人们更加直观感受到了机器人的魅力。

近些年，在政策的大力支持下，智慧农业建设快速发展，农业机器人使用得到推广。“机器人+”为农业提供创新和优化的解决方案，让智慧农业有了更多可能性。农业机器人下一步重点发展方向是啥？哪些机器人已经上岗了？让我们一起了解下。

在保障粮食安全、抢占全球农业制高点、实现农业可持续发展等方面，农业机器人都有不可替代的作用。日前，工信部等17部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》（以下简称《方案》），提出到2025年，制造业机器人密度较2020年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升，机器人促进经济社会高质量发展的能力明显增强。

机器人产业迎来

跨越发展窗口期

在农业现代化历程中，高新科技的运用正在不断深入和加快，农业生产中的智能需求不断增强，数据显示，我国每年需要的农业传感器数量大约为3000万个，其中采购进口数量约1800万个。农业智能技术、设备的创新与研发需求巨大。

《方案》提出，遴选有一定基础、应用覆盖面广、辐射带动作用强的重点领域推进工作。从目前机器人行业发展情况来看，制造业、农业、物流、特殊环境等细分场景已经积累起了相当规模和深度的机器人应用，有效实现了替代人工并提高工作效率。其中，农业方面，将重点推进研制耕整地、育种育苗、播种、灌溉、植保、采摘收获、分选、巡检、挤奶等作业机器人，以及畜禽水产养殖的喂料、清污、消毒、疫病防治、环境控制、畜产品采集等机器人产品。开发专用操控系统、自主智能移动平台及作业部件，推动机器人与农田、农艺、品种相适应，实现信息在线感知、精细生产管控、无人自主作业、高效运维管理。打造丘陵山区、大田、设施园艺、畜牧水产、贮运加工等农业机器人应用场景。加快农林牧渔业基础设施和生产装备智能化改造，推动机器人与农业种植、养殖、林业、渔业生产深度融合，支撑智慧农业发展。

通过5G、图像识别技术和大数据系统，采摘机器人可以“秒算”出农作物果实与机器人间的距离，并把有关指令传达至机器人手臂，实现快速采摘；除草机器人不但能准确分辨出草和农作物，也能指挥除草刀具，精准除去杂草，就像长了眼睛一样；一台除草机器人充电1小时可以工作8小时，大型机器人一天除草可达500亩左右……“这就是农业机器人的优势：快、准、不知疲倦。”上海点甜农业专业合作社理事长王金悦说，通过农业的数字化转型，改变了过去仅靠人力的劳作方式和传统农场的生产结构，可以弥补行业中人口老龄化带来的从业人员缺失问题，把中国人的“饭碗”牢牢地端在自己手中。

中国机械工业联合会秘书长、中国机器人产业联盟执行理事长宋晓刚表示，未来随着政府和行业资源的整合加速，供需对接的方式将越来越多样，比如建设“机器人+”应用体验和试验验证中心，开展资源共享、信息互通、优势互补的供需对接活动。

农业“机器人+”

应用发展方向清晰

《方案》的出台，为我国机器人产业的发展指明了方向。针对增强“机器人+”应用基础支撑能力，《方案》提出了五大举措：一是构建机器人产用协同创新体系，二是建设“机器人+”应用体验和试验验证中心，三是加快机器人应用标准研制与推广，四是开展行业和区域“机器人+”应用创新实践，五是搭建“机器人+”应用供需对接平台。

近年来，我国农业机器人发展不断提速。农业自动化涵盖的范围十分宽泛，近年来也迎来一些新进展，如精准农业和小规模设备的采用等，在推动农业粮食体系转型、提高食品生产效率和加强环境可持续发展方面发挥了重要作用。

随着数字化发展的加快，农业机器人已成为各大农企发展智能制造的核心装备，农业机器人密度快速提升。有机构预测，到2026年，农业机器人行业市场规模将达到10.44亿元。另外，在2021年年底发布的《“十四五”机器人产业发展规划》就已明确，要加快农业人工智能研发应用，重点研制果园除草、精准植保、采摘收获、畜禽喂料、淤泥清理等农业机器人。

业内人士表示，《方案》的发布，开启了一个全新的“机器人+”时代。在这个时代，机器人的技术创新水平快速提升，应用场景日渐丰富，帮助更多企业提质增效，帮助更多行业转型升级，帮助人们实现美好生活。

自动精密播种机器人

播种是耕作的基本过程。根据传统，农民用手撒种子；现代机械出现后，农民使用装有追踪器的播种机来播撒种子。虽然过程很简单，但这会导致大量种子撒在田地周围而被浪费。幸好，自动精密播种技术应运而生。通过将机器人技术和地理制图技术紧密结合，精密播种系统可以将种子精确地播撒于需要的地方。

“多才多艺”采收机器人

机器人能替代人类进行重复性劳动，收割和采摘农作物正是重复性劳动，机器人目前正在接管这些任务。虽然种植和收获小麦、大麦等基本粮食可以很容易地由机器人完成，但采摘水果和蔬菜等作物，则需要更加“多才多艺”的机器人。

以色列一家公司特维夫可以提供采收机器人服务。有需要的农民联系该公司，告诉他们面积和作物种类，公司会部署一组机器人进行采收。工作可以全天候不间断进行，收获速度更快，用工更少。特维夫公司表示，这项服务目前已在以色列展开，明年将在西班牙、美国和意大利开展试点项目。

除草机器人

杂草是农民最大的敌人，现在可以用机器人来应对这一挑战。机器人沿作物向前移动，通过计算机视觉来区分杂草和农作物。识别出杂草后，它会伸出“手”来，将少量除草剂直接喷洒在杂草上。这也大幅降低了化学品的使用量。

也有机器人使用激光消灭杂草，因此不需要用到化学物质。而且，一些除草机器人能使用太阳能电池板为其工作供电。

目前，人们已经可以买到多种除草机器人。一些专为家庭花园而设计，这些小机器人就像家里的吸尘机器人；也有为更大的农场服务的大型机器人。

光探测和测距机器人

了解植物的状态和土壤状况与浇水一样重要。但正常的土壤或植物分析需要很多天，因为农民必须收集样本，再送交研究人员以获得分析结果。但在光探测和测距（LiDAR）机器人的帮助下，这一过程得以简化。这些机器人会收集有关植物健康、生理和应激反应的数据，并利用这些数据改善植物生长状况。

自主农业机器人

自主农业机器人是机器人技术在农业领域的最新发展。这些机器人具有各种各样的功能和非凡的技术，可以执行多种任务：人工降雨、除草、收割、监测环境并分析土壤情况。它可以处理端到端的农业过程，并用机器代替繁重的手工劳作。

机器人辅助精确灌溉

气候变化和水资源短缺是迫在眉睫需要解决的问题。节约用水是农业的核心，机器人辅助精确灌溉（RAPID）系统是一种针对特定植物来减少水浪费的解决方案。

比如，美国加州大学研究人员研制出一个需要最少人力投入的RAPID系统，该系统使用一台机器来监测和调整连接到灌溉线的水源发射器。加州大学默塞德分校团队则开发了一个RAPID机器人系统来帮助葡萄酒生产者管理他们的水系统，并在整个葡萄园实施精确灌溉。

分拣和包装机器人

在农场作业中，分拣和包装也需要大量人工操作。因此，许多农业公司正在使用分拣和包装机器人来快速简化任务。借助协调能力和跟踪技术，这些机器人可以快速跟踪包装过程。

本版稿件综合《科技日报》《中国食品报》等