农业机器人发展情况综述

摘要：农业机器人在农业方面的应用越来越广泛。而农业机械化是一个国家农业发展的重要标志。通过对国内外农业机器人的现状进行分析，归纳了现在农业机器人存在的问题，展望了了农业机器人的发展趋势。

关键词：农业机器人;现状;发展趋势

0前言

机器人在现在的工业，农业和日常生活中应用的很广泛。农业机器人以农作物为对象，有人类感知和行动的功能，融合了多门学科的可重复编程的自动化设备。随着社会不断的发展进步，在农业方面的劳动力正在减少，更多的年轻人不愿意从事农业生产。在人口较少的发达国家，农业机器人越来越受到国家的重视。农业机器人能够替代部分人力，可以不断的降低劳动强度，提高生产效率，解决劳动力稀缺的问题。

本文主要介绍国内外农业机器人的研究发展情况，以及农业机器人存在的不足之处，并且分析了为了农业机器人的发展趋势。

1 国内外农业机器人发展现状

1.1国内农业机器人发展现状

从九十年代以来，我国已经在草莓，黄瓜和番茄采摘机器人的研发上取得了一定成就。草莓采摘机器人采摘成功率超过百分之九十，每小时可以采摘七十三颗草莓。黄瓜采摘机器人通过双目视觉成像装置识别黄瓜的成熟度，可以在十五秒内完成采摘动作。2009年已经研究出了荔枝采摘机械手用于荔枝的采摘。2011年我国设计的除草机器人，可以识别杂草，实现智能化除草。我国某农业大学的教授在2009年时研制了国内最早的黄瓜采摘机器人，可以识别叶片和果实，切割时力度柔和，不会弄破黄瓜。施肥机器人可以根据不同农作物的生长情况来确定营养液的成分和用量，这样可以精确的施肥。同时该机器人还能在农田中行走，可实现智能化施肥，避免浪费营养液。我国研制的插秧机器人可以精确定位插秧的位置，提高作业效率除草机器人先对杂草进行初步识别，在进行定位，实现智能除草。这样不仅可以节省除草剂，还能节省不少人力物力，提高作业效率。我国在嫁接技术上取得不错成绩，嫁接机器人利用图像识别技术识别农作物的具体位置，然后完成切苗，结合，固定等嫁接过程，实现全智能操作。目前，我国的机器人主要是高校在进行研究。虽然取得了不错的成绩，但是跟发达国家相比还有不少的差距。

1.2 国外农业机器人发展现状

丹麦研究了农田除草机器人，美国研究的机器人可以对农作物精确喷农药，并且对杂草的识别率超过百分之八十。日本研制的茄子采摘机器人对茄子的采摘成功率超过百分之六十。2005年日本的草莓采摘机器人通过两侧的相机获取草莓的信息，能够确定草莓的位置并且还识别草莓的的果实和果柄的具体位置。通过实验该机器人采摘成功率超过百分之四十，而且草莓采摘的时间大约十秒钟。在黄瓜采摘方面，日本在上世纪九十年代就已经研制出了采摘机器人。该黄瓜机器人上有相机，可以通过黄瓜的光谱反射特性来识别黄瓜，采摘时机械手抓住黄瓜，将其切断，其采摘成功率可达百分之六十。葡萄采摘机器人除了能够采摘葡萄之外，还能够修剪枝叶。以色列研制的甜瓜采摘机器人可以完成超过百分之八十的采摘工作，韩国研制的苹果采摘机器人每秒钟可以采摘五个苹果，对苹果的识别率超过百分之八十。美国一家农业机器人公司研究出了一种施肥机器人，可以对土壤进行施肥。荷兰研究的黄瓜收获机器人可以探测黄瓜的成熟度及其位置，该机器人用高压电极烧断果柄，可以防止感染细菌。番茄采摘成功率达到百分之七十，每秒可采摘十五个。甘蓝每秒钟可采摘五十五个，成功率可达到百分之四十。英国研制的蘑菇采摘机器人每秒钟可采摘两个，成功率超过百分之七十五。日本还提出智慧农业，可实现翻地，播种，施肥，喷药和收割等作业，实现智慧化生产，降低农业劳动人员的工作强度。

2农业机器人存在的不足

农业机器人经过几十年的发展，得到了全世界的重视。虽然取得了很大的成就，但是同样也存在很多的技術问题。第一，农作物都很娇嫩，农业机器人在采摘时容易将它损坏。第二，农业机器人工作环境复杂，没有固定的作业环境。第三，农作物由于季节性比较强，会导致农业机器人利用率低，成本高。第四，农业机器人智能化程度偏低，许多农业生产不能单独由农业机器人去完成，采摘作业效率也很低，只能逐个的采摘果实，这就导致了用农业机器人采摘农作物的成本很高。我国研制农业机器人比较晚，并且农业机器人在精确性，灵活性和适应性等方面比不上人类，所以农业机器人依然有许多的问题需要解决。

3农业机器人发展趋势

农业机器人的出现减轻了人的劳动强度，提高了农业生产效率，会应用的越来越广泛。第一，未来农业机器人更加人性化，操作更简单，普及的更广泛。第二，智能化程度更高，能够对农作物实施精细化管理，这样可以提高农作物的品质和产量，满足更多的农业生产。第三，可靠性更高，更加柔性，能适应复杂的生产环境，采摘率也会提高不少。并且可以根据不同的果实的大小、形状和硬度等情况设计出专门的机械手。第四，智能识别系统更先进，在光线较差时，仍然能够准确的识别农作物。即使在夜间也可以作业，大大降低农业生产的强度，使农业生产趋向智慧化和规模化。第五，农业机器人的使用和维护成本很高，未来其成本会降低，能让农民可以接受其价格。第六，农业机器人在面对复杂多变的自然环境时有足够的适应性。未来农业机器人会更灵活，更精确，更加的适应不同的自然环境。在智能化，图像识别和柔性等方面替代人类进行高效的作业，减轻劳动者的劳动强度，提高农作物的产量和品质。农业机器人的前景十分的广阔，各国都在努力的研制最先进的机器人。

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作者简介：胡师柿（1990-）男，硕士研究生，研究方向：机械设计。

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