农业机器人是促进乡村产业振兴的重要技术依托

文李伟 中国农业大学

刘进长 科技部高技术研究发展中心

2020年中央一号文件《中共中央 国务院关于抓好“三农”领域重点工作确保如期实现全面小康的意见》，是21世纪以来第17个聚焦“三农”的一号文件。

面对国内外风险挑战明显上升、经济下行压力加大的复杂局面，稳住农业基本盘、发挥“三农”压舱石作用，至关重要。为贯彻中央一号文件精神，近日农业农村部制定了《2020年乡村产业工作要点》，提出以信息技术带动业态融合，促进互联网、物联网、区块链、人工智能、5G、生物技术等新一代信息技术与农业融合。

新一代信息技术与农业融合是时代新课题

随着现代社会城镇化的发展，农业从业人员持续减少、人工成本不断提高、传统机械作业粗放，使得未来谁来种田、怎样种田的问题凸显。如何提高“土地产出率、资源利用率、劳动生产率”，是“三农”面临的核心问题。如何用现代农业技术补齐“三农”短板，如何将人工智能、5G、生物技术等新一代信息技术与农业融合？经济社会发展给我们提出了新课题、新挑战。当今社会的发展趋势表明，农业机器人技术是破解上述问题的核心要素之一。随着高端制造技术的不断发展，农业机器人进入田间生产，在机器代人、精准作业、高效生产需求下彰显出巨大作用，是促进乡村产业振兴的重要技术依托。

1. 青瓜采摘机器人

2. 番茄采摘机器人

3. 果园施药机器人

4. 茶园施药机器人

农业机器人，是新一代传感技术、信息技术、高端制造装备与农业的高度结合。农业智能化装备通过加载多传感器、自动控制、物联网等技术，使农田作业装备实现自动化、智能化。

近年来，国内外农业机器人技术迅猛发展，主要来自于4个方面的原因。

一是高端技术壁垒的打破，借以依赖人工智能（AI）技术的机器视觉、自动导航、深度学习、大数据、云计算等逐渐进入可应用领域；人工智能（AI）软件平台开放、共享，高新技术逐步落地。

二是硬件成本下降，机器人本体、传感器等硬件价格持续下降，买得起、用得起推动了农业机器人技术发展。

三是市场需求刚性，农业劳动力极度短缺、农产品需求个性化、绿色精准种植方式的需求，使机器人代替传统粗放型耕作方式成为现代农业生产的重要技术手段。

四是农业集约化经营模式，农业经营新主体的出现使知识农民、职业农民成为经营新主体，高效、精准、高质量作业机器成为他们的优先选择。

作为智能农机装备的顶端技术，农业机器人已经融入我国农业生产中：果蔬采摘、自动驾驶、智能锄草、耕整地、插秧、施药、施肥等。如何进一步推进农业机器人技术创新，创制与我国农艺相适应的生产技术模式，为打赢脱贫攻坚战和补上全面小康“三农”短板贡献智能农机的力量，需要我们努力探索与实践。

推进农业机器人技术创新的4点建议

国家政策导向，农机补贴引领。农机补贴，是我国农机市场的晴雨表；补贴种类与政策，决定了农机市场的产品形态与技术高度。长期以来，我国农机补贴占位中低端，高端自主研发创新产品很难享受补贴政策，这是造成我国农机装备水平落后于欧美、日韩等发达国家的重要因素之一。

2016年9月，经国务院审定的《十三五全国农业现代化规划》，是我国制订的第一个农业现代化规划，标志着我国农业现代化进入顶层设计阶段。然而5年来，距离迎来现代农业大步走的局面、距离小康社会的要求还相差甚远。只有优化完善农机购置补贴政策，有意识地将高端、智能农业机器人技术产品列入补贴目录，创新产品专项鉴定与购置补贴，才能让农业新主体看到农业机器人、敢于购置农业机器人，进而营造智能农机装备良好生态。

创新人才培训机制，引领新型主体成为知识型职业农民。我国40%的耕地由270万农业新型主体经营，农业生产很大部分依靠合作社、家庭农场、牧场、种植业和养殖业大户、龙头企业等新型经营主体。到2020年，中国新型职业农民将超2000万人。大批新型职业农民活跃在农业生产经营一线，正在成为现代农业建设的主导力量。新主体、新农民的最大特点是“小四化”：市场化、规模化、标准化、信息化。按道理，他们有能力掌握高端农业技术、有热情使用农业机器人，乐于出钱，用少人高效方式实现耕、种、管、收。所以，需要建立人才培训机制，让他们认识农业机器人、买得起、用得了，从而引领新型主体成为知识型职业农民。

科技研发与科技成果转化双重激励机制。“十三五”期间，我国农业科技进步贡献率已达56%，但是距离发达国家农业科技水平还有很长的路要走。很多技术瓶颈、卡脖子技术亟待突破。近10年来，我国科技研发经费与精力投入明显提高，但走出实验室进入农业生产应用的研发成果非常有限，专利申报基数很大，转化成果有限。近日，教育部网站发布《教育部 国家知识产权局 科技部关于提升高等学校专利质量促进转化运用的若干意见》，指出突出转化导向，树立“高校专利等科技成果只有转化才能实现创新价值”“不转化是最大损失”的理念。由此，建立科技研发与科技成果转化双重激励机制非常必要。鼓励科技人员把论文写在祖国大地上，推出科学研究与生产实际接轨的农业机器人成果，使更多的科技成果、高端农机技术走出实验室，服务于农业生产实际。

吸引社会资本投入。农业机器人至今还是社会资本的处女地，其中的一个重要原因是资本市场对农业、对农业机器人的认识远远脱离目前的技术与产业现状。农业是一个产出低、可持续、很难赚快钱的行业。希望有担当的社会资本、基金、投资人，能从更长远的发展视角认识农业、认识农机装备、认识农业机器人，进而投资农业机器人。在“谷物基本自给、口粮绝对安全”国家战略思想的指导下，在“中国人饭碗要装中国粮”的英明决策下，现代农业永远是朝阳产业。

“非结构环境下机器视觉”进入设施农业

中国农业大学农业机器人研究中心与苏州博田自动化技术有限公司长期以来致力于探索“农业生产机器人化解决方案”，目前已拥有先进的农业机器人专利技术百余项。秉承“科技创新、智能引领、高效绿色、机器助人”的发展理念，研究团队创造性地将人工智能和自动化技术引入农业机器人领域，开发了果蔬采摘机器人、智能锄草机器人、植保机器人等。其中以“非结构环境下机器视觉”为核心技术的“设施农业机器人化生产系统”，结合作物品种、栽培模式等农艺特征，实现温室巡检、作物植保、环境加湿、果实采收和物资运输的物联网调度，赋能设施农业动态物料生产、管理和运输的智能化，在设施农业生产中发挥巨大作用；在国内诸多省市设施农业园区中示范应用；在提高作业效率、获得高附加值的农产品、提高种植者收益及促进乡村振兴中发挥引领作用。