我国是粮食生产大国,但还不是粮食强国,作为一个人口大国,粮食的需求日益旺盛,但农村劳动力却日趋下降。随着人口老龄化趋势的日益严峻,未来农业生产实现全面自动化将成为大概率事件。党的十九大报告指出:“坚持人与自然和谐共生。建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。”这一要求为转变农业发展方式,促进产业转型升级,全面提升农机化水平指明了行动方向,确立了基本遵循。要实现现代农业绿色可持续发展,关键要靠科技支撑,要以绿色、集约、高效为引领,推进现代农业基础科技、应用科技和前沿科技全面振兴。为此,近年来我国不断加快推动农业机械化步伐,致力提升现代农业机械化、智能化水平,在不断缩小与发达国家农业现代化差距的同时,不断提升粮食安全水平。随着农业生产智能化技术的快速发展,专门用于农业生产的机器人逐渐成为农业技术装备升级换代的重要代表。
20世纪80年代,发达国家纷纷开始农业机器人的研发,并相继研制出了嫁接机器人、扦插机器人、移栽机器人和采摘机器人等多种农业机器人。农业机器人的出现和应用改变了传统农业的劳作方式,有效促进了发达国家农业生产过程的自动化、智能化和精准化发展。进入21世纪以来,国外农业劳动力不断向其他产业转移,农业劳动力结构性短缺和日趋老龄化已成为全球性问题。设施农业、精确农业和智慧农业技术的快速发展,为解决农业人工作业的高成本问题提供了解决方案,农业机器人的技术发展为现代农业的进一步智能化、少人化提供了新的动力和可能。
20世纪90年代中期,国内才开始农业机器人技术的研究。与发达国家相比,农业机器人在中国无论是研发还是应用都还处于起步阶段,具体表现在投资少、发展慢、技术差距大、应用范围小等方面。在工业化、城镇化和现代化快速发展积累了相当厚实的智能化技术基础后,我国农业机器人的研发应用范围也正逐步扩大。目前,在耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等方面南方高等院所均开展了相关的技术与装备研发。尽管我国农业机器人技术与发达国家相比差距仍然明显,但随着科技和经济的快速发展,尤其是工业反哺农业的激励机制不断加大,我国智能农机装备事业正处在前所未有的良好发展时期。作为农业机械化发展的短板,丘陵山地农业机械化作业水平的提升任务摆上了农业主管部门和行业技术攻关的日程表。农业机器人技术的先进性和先导性决定了其在“铁牛换耕牛”过程中的关键核心作用,农业机器人技术日益成为我国南方农业技术装备研发的重要内容。
在未来较长一段时期内,农业机器人将主要在实现最佳作业方法、体现更高性价比和获得广泛使用范围等方面取得新的突破。同时,我国农业机器人的发展趋势是不断提高资源利用率、农业产出率和经济效益,充分合理利用劳动力资源。因此,目前研究人员主要着力研究两个方面,一是农业机器人的导航系统能实现机器人智能路径规划和自主避障、探测定位和稳定控制等功能;二是农业机器人能基于作物不同的形状和生长环境,在满足作业对象化学特性、生理特性、力学特性等基本特性和作业要求的基础上,实现机器人的自主运动和大范围作业,真正实现“铁牛上岸、机器人下田”的二次飞越。
让我们一起期待这一天的早日到来!