農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

師樹(shù)謙，王亞磊

（洛陽(yáng)理工學(xué)院智能制造學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023）

0 引言

農(nóng)業(yè)是人類(lèi)從事一切生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。二十大報(bào)告指出我國(guó)要加快建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，到2035年基本實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等基本方針。中國(guó)科學(xué)院院士喬紅在2022 年12 月16 日舉辦的“智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新院士論壇”上表示：“我國(guó)農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)人口多、耕地面積較多、作物種類(lèi)多，但勞動(dòng)力少，人均耕地少的特點(diǎn)，打通農(nóng)業(yè)人工智能和機(jī)器人的接口有望實(shí)現(xiàn)更好的自主、高效、精準(zhǔn)和低成本的中國(guó)特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用和發(fā)展”[1]。當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)錯(cuò)綜復(fù)雜，農(nóng)業(yè)是一切社會(huì)活動(dòng)的根本和基礎(chǔ)，而農(nóng)業(yè)機(jī)器人作為智慧農(nóng)業(yè)的重要推手其發(fā)展水平不僅影響到農(nóng)業(yè)作業(yè)的效率，也會(huì)對(duì)國(guó)家農(nóng)業(yè)政策的制定產(chǎn)生較大的影響[2]。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人概述

農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種以農(nóng)產(chǎn)品作為操作對(duì)象、具有人類(lèi)部分信息感知功能和移動(dòng)功能、具有一個(gè)和多個(gè)控制單元[3]，可進(jìn)行重復(fù)編程或可進(jìn)行簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)，對(duì)于不同農(nóng)作物具有感知、控制、決策及執(zhí)行功能，并能進(jìn)行智能運(yùn)算的自動(dòng)化及半自動(dòng)化設(shè)備[4]。

與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人相比，農(nóng)業(yè)機(jī)器人作業(yè)對(duì)象具有嬌嫩性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在作業(yè)的同時(shí)需要進(jìn)行移動(dòng)，工作時(shí)考慮到作業(yè)對(duì)象的不規(guī)則形狀及個(gè)體差異，要求其能夠靈活處理，實(shí)現(xiàn)合理的避障[5]并且要盡可能地降低損失率[6]。其次，其作業(yè)環(huán)境非結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)，作業(yè)對(duì)象的生長(zhǎng)環(huán)境在不斷變化，這就要求其具備足夠的適應(yīng)能力，要具有較強(qiáng)的視覺(jué)、推理及判斷能力。另外，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用者多為農(nóng)民或者運(yùn)營(yíng)商，從客觀條件上來(lái)說(shuō)，要求設(shè)計(jì)人員必須考慮到其可操作性和穩(wěn)定性，同時(shí)其價(jià)格屬性也要符合農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的需求，否則很難實(shí)現(xiàn)推廣和普及[7-9]。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的研究起步較早，有些品類(lèi)的產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟且具備了一定的應(yīng)用規(guī)模。但是由于受到諸多因素的限制，機(jī)器人應(yīng)用于農(nóng)業(yè)方面相對(duì)滯后。究其原因，首先，農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境較工業(yè)環(huán)境復(fù)雜，農(nóng)業(yè)技術(shù)水平不夠成熟，缺乏足夠先進(jìn)的技術(shù)支持。較工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研制及作業(yè)成本較高，投資成本較大，投資回報(bào)率較低；其次，與工業(yè)機(jī)器人較為廣泛的應(yīng)用范圍和應(yīng)用基數(shù)相比較，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景較少，應(yīng)用范圍較窄；最后，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用仍需要政府的大力支持，但目前政府對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的支持力度不夠[10]。

目前，世界范圍內(nèi)各國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展主要呈現(xiàn)形式為日本和美國(guó)引領(lǐng)，而中國(guó)、歐洲及澳大利亞等各國(guó)均有所建樹(shù)。美國(guó)是全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展的引領(lǐng)者，其擁有最先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，最多的農(nóng)業(yè)機(jī)器人企業(yè)以及最多的農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景，日本也是全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展的重要力量，擁有大量的農(nóng)業(yè)機(jī)器人企業(yè)，技術(shù)水平較高，應(yīng)用場(chǎng)景也較為廣泛，歐洲和澳大利亞等國(guó)家也是全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展的重要力量，也擁有大量的農(nóng)業(yè)機(jī)器人企業(yè)并達(dá)到了一定的應(yīng)用水平[11]。

美國(guó)是世界上農(nóng)業(yè)機(jī)械化和智能化發(fā)展水平較高的國(guó)家之一，美國(guó)農(nóng)業(yè)主要采用大規(guī)模、高效率、低成本的生產(chǎn)模式，其主要特點(diǎn)是采用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)作物的品質(zhì)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。因此，美國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式為農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展提供了便利的條件。美國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展史可以追溯到20 世紀(jì)50 年代，當(dāng)時(shí)美國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展主要集中在農(nóng)業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化方面。隨著科技的發(fā)展，美國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，受市場(chǎng)推動(dòng)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如植保機(jī)器人、收割機(jī)器人、植物分揀機(jī)器人等，這些機(jī)器人的應(yīng)用可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)收入。如今美國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了自動(dòng)化、智能化和機(jī)器人化的高度融合，最新的農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)包括機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人操作系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)傳感器等[12]。這些技術(shù)可以幫助農(nóng)民更有效地管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。

日本受其自身島國(guó)的自然土地資源條件的限制，耕地面積十分有限，人口密度高達(dá)2 924 人/km2且老齡化明顯，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力資源嚴(yán)重不足，自上世紀(jì)70 年代后期起，隨著其國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，日本開(kāi)始著手布局農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目，其農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展主要集中體現(xiàn)在四個(gè)階段：第一階段主要是在成熟的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)上加以改造后用于完成農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)作業(yè)；第二階段約從1992 年開(kāi)始，由于農(nóng)業(yè)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境的非結(jié)構(gòu)性和作業(yè)對(duì)象的嬌嫩性，工業(yè)機(jī)器人在進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)具有很大的局限性，因此針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的特殊性做了大量的研究和探索，解決了如采摘機(jī)器人的作業(yè)問(wèn)題；第三階段約從2002 年開(kāi)始，針對(duì)農(nóng)業(yè)作業(yè)對(duì)象的不穩(wěn)定性，為農(nóng)業(yè)機(jī)器人加裝了傳感系統(tǒng)以對(duì)作業(yè)對(duì)象進(jìn)行精細(xì)化作業(yè)，如柑橘分揀機(jī)器人及蔬菜分級(jí)機(jī)器人等；第四階段開(kāi)始于2013年左右，隨著導(dǎo)航系統(tǒng)的功能及精度不斷完善以及人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展“，智慧農(nóng)業(yè)”的理念開(kāi)始進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中，并將“Society 5.0”和“未來(lái)投資戰(zhàn)略”作為其重要的組成部分[13]。目前，日本農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)和市場(chǎng)也較為成熟，已研制出嫁接機(jī)器人、插秧機(jī)器人、育苗機(jī)器人、農(nóng)藥無(wú)人機(jī)、施肥機(jī)器人、采摘機(jī)器人及移栽機(jī)器人等[14]。近年來(lái)日本在采摘機(jī)器人的通用性及模塊化進(jìn)程中做了大量的基礎(chǔ)研究工作，取得了一些成效。他們研制的農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合的采摘機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)10 種左右不同類(lèi)型果實(shí)的采摘。

除了日本和美國(guó)以外，英國(guó)、德國(guó)、西班牙、法國(guó)、澳大利亞、韓國(guó)以及丹麥等國(guó)也開(kāi)展了關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的相關(guān)研究工作，各地政府均推出了一系列政策以支持農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，如政府投資、稅收優(yōu)惠、技術(shù)支持等。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展也受到了自動(dòng)駕駛技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)等技術(shù)的推動(dòng)。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，如植保機(jī)器人、收割機(jī)器人、植物分揀機(jī)器人等。其中比較有代表性的成果主要有英國(guó)的放牧機(jī)器人、西班牙的柑橘采摘機(jī)器人、丹麥的除草機(jī)器人以及澳大利亞的剪羊毛機(jī)器人等[15]。英國(guó)研制的放牧機(jī)器人配備有雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)、視覺(jué)傳感裝置、攝像機(jī)及錄像儀等，能夠幫助其完成羊群查數(shù)、飼料分發(fā)、管理羊群等智能性要求較高的工作，除了放牧工作外，此款機(jī)器人還能實(shí)現(xiàn)巡邏作業(yè)，為主人看家護(hù)院；西班牙科學(xué)家研制的柑橘采摘機(jī)器人由配備有控制器的拖拉機(jī)、光學(xué)視覺(jué)系統(tǒng)以及末端執(zhí)行裝置等組成，其不僅可以完成基礎(chǔ)的柑橘采摘任務(wù)，還能夠根據(jù)橘子的尺寸、形態(tài)和顏色來(lái)判斷柑橘的成熟度，這款農(nóng)業(yè)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于它極高的工作效率，相較于人工每分鐘8 個(gè)左右的采摘效率，該機(jī)器人每分鐘采摘柑橘數(shù)量可以達(dá)到60 個(gè)，是人工采摘效率的7.5 倍，此款采摘機(jī)器人除了能夠?qū)崿F(xiàn)高效的采摘作業(yè)外，還能夠根據(jù)柑橘的尺寸和形態(tài)對(duì)采摘對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)分級(jí)處理，不僅能夠提高采摘作業(yè)效率，也大大提升了采摘質(zhì)量[16]。丹麥研制的除草機(jī)器人配備有視覺(jué)傳感裝置、雷達(dá)導(dǎo)航系統(tǒng)以及末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，可以完成在農(nóng)田內(nèi)的自主導(dǎo)航移動(dòng)以及對(duì)雜草和莊稼幼苗的分辨，從而自主完成農(nóng)田除草作業(yè)，大大降低農(nóng)民除草作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，通過(guò)物理方式進(jìn)行除草作業(yè)還能夠減少化學(xué)藥劑的使用，從而降低對(duì)環(huán)境的污染。澳大利亞科學(xué)家研制的剪羊毛機(jī)器人也是上世紀(jì)較為突出的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)成果，是世界上最早可以在活體動(dòng)物身上進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人[17]。當(dāng)前，世界各國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景比較樂(lè)觀，隨著機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣泛。

2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

雖然我國(guó)一直以來(lái)都是世界上的農(nóng)業(yè)大國(guó)，但受長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)業(yè)作業(yè)習(xí)慣影響，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的起步較晚，在技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)化運(yùn)作方面均與發(fā)達(dá)國(guó)家有著較大的差距。隨著我國(guó)國(guó)情的變化，尤其是城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)人口逐年減少，人工成本不斷攀升，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格成分中的人力成本不斷增加[18]。因此，從本世紀(jì)初起我國(guó)開(kāi)始重視農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，針對(duì)性地出臺(tái)了相應(yīng)的扶持政策，這使我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始從以人力為主到農(nóng)業(yè)機(jī)械化再向智能農(nóng)業(yè)過(guò)渡。目前我國(guó)已研制出的農(nóng)業(yè)機(jī)器人主要包括除草機(jī)器人、播種機(jī)器人、插秧機(jī)器人、施肥機(jī)器人、嫁接機(jī)器人、采摘機(jī)器人以及植保無(wú)人機(jī)等，很多研究所以及高校都在開(kāi)展與農(nóng)業(yè)機(jī)器人相關(guān)的智能農(nóng)業(yè)作業(yè)設(shè)備的相關(guān)研究[19]。在國(guó)內(nèi)眾多農(nóng)業(yè)機(jī)器人品類(lèi)中，植保無(wú)人機(jī)的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用最為成熟，近年來(lái)，在大疆等無(wú)人機(jī)企業(yè)的帶動(dòng)下，我國(guó)植保無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，植保無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，隨著其技術(shù)水平不斷提高，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。目前我國(guó)植保無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉、農(nóng)田病蟲(chóng)害防治、農(nóng)田農(nóng)藥噴灑等方面取得了顯著成效，此外，我國(guó)植保無(wú)人機(jī)還可用于農(nóng)田土壤肥力監(jiān)測(cè)、農(nóng)田水分監(jiān)測(cè)、農(nóng)田作物健康監(jiān)測(cè)等，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多的智能化服務(wù)。

植保無(wú)人機(jī)在作業(yè)效率、安全性、防治效果及環(huán)保等方面較人工植保方式都有較大的提升[20]。國(guó)內(nèi)植保無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)起步于2008年，最初無(wú)人機(jī)以油動(dòng)直升機(jī)為主，作業(yè)成本較高且穩(wěn)定性不足，市場(chǎng)反饋較差。2016年被稱(chēng)為植保無(wú)人機(jī)行業(yè)的“元年”，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)作業(yè)模式發(fā)生變化，國(guó)家開(kāi)始重視惠農(nóng)政策的支持，此外，大疆等企業(yè)在無(wú)人機(jī)技術(shù)上的不斷突破使植保無(wú)人機(jī)行業(yè)迎來(lái)了快速發(fā)展，在此階段，無(wú)人機(jī)價(jià)格下降，穩(wěn)定性不斷提升。2020年以后，植保無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)化應(yīng)用得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，在無(wú)人機(jī)制造商和農(nóng)資經(jīng)銷(xiāo)商的共同推動(dòng)下，植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及上下游的相關(guān)產(chǎn)業(yè)也日趨成熟，較傳統(tǒng)的植保方式可以達(dá)到省錢(qián)、省心和省力的目標(biāo)，除此之外，植保無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)化運(yùn)行模式也值得推廣應(yīng)用[21]。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展遇到的瓶頸

隨著機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，機(jī)器人在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸變得更加廣泛。21世紀(jì)以來(lái)，隨著智慧農(nóng)業(yè)時(shí)代的到來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景廣闊，但其應(yīng)用與發(fā)展的過(guò)程中仍然存在諸多問(wèn)題，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的普及道路上依然存在一些待突破的瓶頸。

3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)還不夠智能

農(nóng)業(yè)機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生中的應(yīng)用具有非結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)及作業(yè)對(duì)象不規(guī)則的特點(diǎn)，這就要求農(nóng)業(yè)機(jī)器人具有較強(qiáng)的適應(yīng)柔性生產(chǎn)的能力以及一定的智能性。當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)重心已經(jīng)不再是機(jī)械結(jié)構(gòu)的改良，而是更多地關(guān)注機(jī)器視覺(jué)及人工智能等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，試圖解決農(nóng)業(yè)機(jī)器人的“智能化”問(wèn)題。但是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也受到傳感器精度、智能算法的成熟度以及較強(qiáng)的價(jià)格屬性等方面的制約，其智能程度目前還不能滿足柔性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，在很多農(nóng)業(yè)作業(yè)場(chǎng)景中農(nóng)業(yè)機(jī)器人還只是起到輔助作用。

3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人研制及使用成本較高

農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用者多為農(nóng)民以及農(nóng)資供應(yīng)商，他們對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的購(gòu)買(mǎi)及使用成本較為敏感，當(dāng)前市面上廣泛應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機(jī)器人往往都只能針對(duì)某一種或某一類(lèi)作業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行工作，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)季節(jié)性較強(qiáng)，這在一定程度上降低了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用效率，也在無(wú)形中增加了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用成本，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用成本較高，相較于人工成本沒(méi)有較大的優(yōu)勢(shì)時(shí)就會(huì)制約農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)化發(fā)展。

3.3 農(nóng)業(yè)機(jī)器人通用性及擴(kuò)展性較差

目前的農(nóng)業(yè)機(jī)器人通常都是為了某種特定的農(nóng)業(yè)作業(yè)場(chǎng)景而研發(fā)，但面對(duì)多場(chǎng)景作業(yè)時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)器人就有很大的局限性。獨(dú)立設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、關(guān)節(jié)形式以及末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)等對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的通用性及擴(kuò)展性都有較大的限制。

4 農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展方向及前景

從當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研制與應(yīng)用情況來(lái)看，農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以把人類(lèi)從繁重的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)中解放出來(lái)，且較人工作業(yè)，其工作效率也比較高。我國(guó)農(nóng)業(yè)正朝著規(guī)模化、集中化的方向發(fā)展，為農(nóng)業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)應(yīng)用創(chuàng)造了條件。同時(shí)，隨著機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，也給農(nóng)業(yè)機(jī)器人小型化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化以及智能化等指明了方向。

4.1 人力成本升高導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)擴(kuò)大

隨著我國(guó)國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)人口逐年減少，青年一代對(duì)從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的意愿不強(qiáng)，農(nóng)村人口將繼續(xù)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這些因素都導(dǎo)致從事農(nóng)業(yè)作業(yè)的人力成本逐年上升，并且人力成本在農(nóng)作物成本體系中所占的比重也越來(lái)越高，這就使得農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用與市場(chǎng)化發(fā)展提供了有利的外部環(huán)境。

4.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用更注重提高作業(yè)質(zhì)量

研發(fā)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的最初目的就是要用機(jī)器人代替人工進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)，從而降低農(nóng)民作業(yè)的強(qiáng)度，在對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的后期應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，其不僅能夠降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，并且隨著傳感器精度、機(jī)器視覺(jué)及機(jī)器人驅(qū)控系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)的不斷完善，在一些特定的作業(yè)環(huán)境下還能提升農(nóng)業(yè)作業(yè)質(zhì)量，比如在采摘作業(yè)時(shí)能不僅能夠完成基礎(chǔ)采摘作業(yè)，還能夠根據(jù)采摘對(duì)象的顏色、形態(tài)及大小進(jìn)行分級(jí)處理，農(nóng)藥無(wú)人機(jī)在進(jìn)行農(nóng)藥噴灑時(shí)，由于向下的穿透力較強(qiáng)，能夠在農(nóng)藥使用量較少的前提下實(shí)現(xiàn)更好的防治效果，這就使得農(nóng)業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景得到進(jìn)一步擴(kuò)展，可有力推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。

4.3 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用應(yīng)綜合價(jià)格因素

農(nóng)業(yè)機(jī)器人主要是為了在提升農(nóng)業(yè)效率的同時(shí)降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)器人仍處于早期發(fā)展階段，其價(jià)格雖然不斷下降，但仍較昂貴，因此除了采用新技術(shù)降低制造成本和提高性?xún)r(jià)比外，也必須考慮采用高效的系統(tǒng)集成方案、擴(kuò)大應(yīng)用范圍和改善售后服務(wù)來(lái)彌補(bǔ)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

4.4 農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)具備較強(qiáng)的通用性

農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)具備較強(qiáng)的通用性，以更好地適應(yīng)多變的環(huán)境。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境較為復(fù)雜，良好的集成性、安全性和可維護(hù)性的特點(diǎn)能夠幫助農(nóng)業(yè)機(jī)器人更好地適應(yīng)多變的作業(yè)環(huán)境，以便根據(jù)不同的環(huán)境和作業(yè)要求來(lái)調(diào)整工作模式，從而高效地完成農(nóng)業(yè)任務(wù)。同時(shí)，針對(duì)農(nóng)業(yè)作業(yè)季節(jié)性較強(qiáng)的特征，模塊化的設(shè)計(jì)有助于農(nóng)業(yè)機(jī)器人從事不同場(chǎng)景的農(nóng)業(yè)作業(yè)工作，從而降低其使用成本。其次，農(nóng)業(yè)機(jī)器人研制中的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于農(nóng)業(yè)機(jī)器人上下游的研發(fā)、制造與維護(hù)等。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀的分析，可知當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)器人正在快速發(fā)展，其發(fā)展總體上受到其作業(yè)對(duì)象特征、作業(yè)特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化功能欠缺等客觀條件的限制，大部分農(nóng)業(yè)機(jī)器人能夠滿足技術(shù)生產(chǎn)需求，但是市場(chǎng)化應(yīng)用還存在一定難度。目前，農(nóng)業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)也在不斷突破，農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化以及各國(guó)針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人推出的各項(xiàng)鼓勵(lì)政策將使農(nóng)業(yè)機(jī)器人擁有更好的發(fā)展前景。