農(nóng)業(yè)機器人為農(nóng)業(yè)插上“智慧”翅膀，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效能提升，甚至農(nóng)業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級都具有重要意義。近年來，農(nóng)業(yè)機器人快速發(fā)展，日益成為全球?qū)W界、產(chǎn)業(yè)界、行業(yè)關(guān)注的焦點，有預(yù)測稱，AI+農(nóng)業(yè)將成為下一個投資熱點，甚至農(nóng)業(yè)元宇宙概念也正在受到熱議。

然而商業(yè)上的想象空間與真正滿足用戶需求之間，是否存在鴻溝？在日前舉行的2022世界機器人大會上，業(yè)內(nèi)人士各抒己見，展望農(nóng)業(yè)機器人未來的發(fā)展路徑。

農(nóng)業(yè)機器人應(yīng)用場景廣闊

“‘機器人’的定義最早來源于一位波蘭作家，波蘭語‘robot’是奴隸的意思，表示能干活而且有一定自主能力。但后來‘機器人’的概念內(nèi)涵發(fā)展很快�！敝袊こ淘涸菏�、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江介紹。

趙春江印象很深刻，在去年的世界機器人大會上，他的主旨報告同樣是關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人的，在前年的大會中，則穿插著一個農(nóng)業(yè)機器人的小賽事，關(guān)于農(nóng)業(yè)機器人的國際國內(nèi)的相關(guān)學術(shù)活動也越來越頻繁。

美國機器人工業(yè)協(xié)會主席Jeff Burnstein表示，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，清除雜草、幼苗分類、播種、收割、果蔬分揀、缺陷去除、農(nóng)產(chǎn)品無損轉(zhuǎn)移、混裝、牲畜屠宰……機器人都可以發(fā)揮作用。特別是在自然災(zāi)害、流行病爆發(fā)等大環(huán)境下，機器人可以保持農(nóng)業(yè)繼續(xù)運轉(zhuǎn)，同時還能減少對稀缺熟練勞動力和化學品投入的依賴，并且進一步改進耕作和飼養(yǎng)方式。

機器視覺和人工智能、運動控制等越來越多的機器人技術(shù)正在應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。與其他機器人一樣，農(nóng)業(yè)機器人也由三大部分組成：感知部分，思考決策部分，以及末端執(zhí)行器。

根據(jù)趙春江今年所作的大會主旨報告，在全球范圍內(nèi)，成功得到商業(yè)化應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機器人目前有三大類，分別是無人駕駛拖拉機、農(nóng)用無人機，以及擠奶機器人。

在國際上，美國、荷蘭、日本、德國、以色列等國都進行農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)研究。歐盟更是啟動了有38個單位參與的農(nóng)業(yè)機器人研究項目，希望以此提高農(nóng)業(yè)競爭力。

我國農(nóng)業(yè)機器人與國際水平尚有差距

聚焦到中國農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)，趙春江認為，作為一個農(nóng)業(yè)大國，機器人能夠一定程度解決人口老齡化、農(nóng)業(yè)從業(yè)人口逐年下降的現(xiàn)狀。不過，72%左右農(nóng)業(yè)機械化率中，多為傳統(tǒng)機械，缺乏人機交互、機務(wù)交互、機器間的交互，“智慧”水平有待提升。

我國農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)自上世紀90年代開始起步，目前圍繞自動駕駛拖拉機、小型農(nóng)業(yè)移動平臺、嫁接機器人、移栽機器人、插秧機器人、果實分揀機器人、采摘機器人、除草機器人等都有相應(yīng)研發(fā)。目前國內(nèi)最成熟的兩大領(lǐng)域是自動駕駛拖拉機和植保無人機兩類機器人。

但由于技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)成本高昂等原因，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的高端機器人還很少見，在一些農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域與世界水平還有差距。如在機器人牧場，一臺機器人可為70頭奶牛擠奶，大大提高了生產(chǎn)效率。但擠奶機器人的技術(shù)非常復(fù)雜，歐洲一些國家對此擁有成熟技術(shù)，我國從“十三五”開始立項探索，現(xiàn)在仍然有待加大力度進行研究。

在趙春江看來，與發(fā)達國家相比，我國在農(nóng)業(yè)機器人方面的差距，主要體現(xiàn)在四方面，第一農(nóng)藝與機器結(jié)合不夠緊密，第二機器人魯棒性、穩(wěn)定性不足，第三成本太高農(nóng)戶用不起，第四智能化程度特別是核心部件和核心算法需要提升。

農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展仍然有限

盡管全球各地的農(nóng)業(yè)機器人科技型初創(chuàng)企業(yè)正如雨后春筍般地發(fā)展，但趙春江和以色列古里安大學教授Yael Edan不約而同地表示，農(nóng)業(yè)機器人方面仍處于相當有限的水平，要想達到很高的智慧農(nóng)業(yè)水平，將機器技術(shù)與人類的知識、決策和協(xié)作與傳感器集成在一起，仍面臨挑戰(zhàn)。

“主要是由于農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，農(nóng)業(yè)環(huán)境可稱為最復(fù)雜的環(huán)境之一，它是非結(jié)構(gòu)化的，因此難以預(yù)先建模，不同農(nóng)田之間區(qū)別明顯，南北方的田地大相徑庭，即使是北方的不同田地間也會有所不同。”Edan指向自己說，“和我一樣，作物也要面臨晴天或陰天的變化，溫度、濕度、污垢灰塵等環(huán)境因素都會發(fā)生瞬時變化�！�

顏色、陰影、位置和成熟度的些微差異，都會讓傳感器難以應(yīng)對。并且，“目前水平的農(nóng)業(yè)機器人系統(tǒng)性能欠佳，也不夠經(jīng)濟實惠，農(nóng)民使用意愿不強烈”。Edan認為，“相對而言，室內(nèi)種植機器人進展顯著�！�

與會專家基本有個共識：由于農(nóng)業(yè)機器人的工作場景異常復(fù)雜，所以某種程度上比工業(yè)機器人還要復(fù)雜。

然而根據(jù)Edan的梳理，與太空、醫(yī)療等一些應(yīng)用環(huán)境和操作對象相對結(jié)構(gòu)化、可控的領(lǐng)域相比，農(nóng)業(yè)機器人被投入的研發(fā)經(jīng)費只有其1/10甚至1/100，而“在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，涉及的是非結(jié)構(gòu)化且不可控的對象和環(huán)境”。

“所以，此刻我們正在談?wù)摰闹黝}，是試圖用最穩(wěn)健且便宜的系統(tǒng)，解決最復(fù)雜的問題。”Edan強調(diào)。

她還提出，解決之道在于“簡化”，即簡化工作環(huán)境、簡化任務(wù)，同時要強化機器人、確定任務(wù)需求。“目前已經(jīng)有很多關(guān)于簡化的研究。非常期待農(nóng)業(yè)機器人成為自動化、智能化、互聯(lián)化的智慧農(nóng)業(yè)世界中不可分割的組成部分�！�

本文來源：中國科協(xié)信息中心，文字與圖片版權(quán)屬于原作者所有，如涉及版權(quán)問題，敬請后臺聯(lián)絡(luò)授權(quán)或議定合作，我們會按照版權(quán)法規(guī)定第一時間為您妥善處理。