西红柿采摘机器人
的应用，2017年7月8日，我国首个无人系统应用示 范基地在江苏兴化起动。
在农业机器人研究应用实践方面。 自主研发的 人机交互嫁接机器人目前已经产业化了，人跟机器混 合作业，降低成本，提高效率。农机导航技术方面， 无人驾驶拖拉机就像汽车一样，汽车在马路上走，我 们在农田走。导航这一块，原来强调液压控制，现在 强调方向盘控制，北斗卫星还有很多问题，单纯靠北 斗卫星，信号精度还是不够的，目前有500至1000台 的规模在新疆应用。农技智能问答机器人是一种语音 服务，目前我们做了一个全国农业科教云平台，依据 问答数据和专家经验，入库精准问答记录2000万对， 并自实时更新。这些数据慢慢形成知识了，我们把它 变成语音，实现智能化的语音服务，目前工作已经做 完了，我想将来一个村、一企业，也可以放这个机器 人。目前已经在全国广泛的布局和推广应用。
20 中国农村科技 CHINA RURAL SCIENCE & TECHNOLOGY
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技术方面也有挑战，有场景感知、行为规划、执行系 统等。
目前，机器人研究热点方向有哪些呢？首先， 研发一批让机器人做擅长的事——信息监测、物料 搬运、除草、喷药的技术，农业机器人不知疲倦、不 惧高温高湿条件，这是代替人力进行农田作物信息采 集、物料搬运的上佳选择。农业机器人搭载简单作业 执行机构，能够代替人工进行除草、喷药等重复性或 有害性作业。这种除草机器人、搬运机器人，功能比 较专一，解决一个特定功能，但是做得很好。
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农
业
机
器 人
展
望
/
文
赵 春 江
国 家 农 业 信 息 化 工 程 技 术 研 究 中 心
农业机器人与工业机器人一样，其工作过程包括信息感知、路 径规划和自主作业。过去，农业机器人在机器人家族中基本没有什 么地位，传统机器人分类包括工业机器人和特种机器人，而农业机器 人被分类到特种机器人。实际上，农业机器人家族庞大，按应用领域 分类，包括大田作业的无人拖拉机、锄草机器人以及设施温室里使用 的嫁接、移栽机器人，动物养殖中自动饲喂机器人、自动巡检机器人 等。由于农业生产类型多样，过程复杂， 导致农业机器人具有多样 性特点。
矩信号、压电信号、肌电信号反馈，调节执 行机构。 引入新材料。比如，纳米材料、复 合材料、3D打印等，改善农业机器人执行能 力，包括新材料、新型执行器、新型传感器。 人机共融，由人适当参与并指导机器人，提高 作业效率。
随着农业劳动力成本的大幅度提高，人 工智能和新材料技术的快速发展，机器人关 键部件性价比大幅度提升，我们有理由相信农 业机器人在农业生产中将大有作为，预计到 2024 年全球将有 70~100 万台农业机器人在田 间工作。
农业机器人 未来大有作为
目前，面向国家重大需求，大力发展农业机器 人。其发展路径是按自主水平和执行机构性能划分： 从简单的任务开始，基本无作业、非精细作业应用、 可用于精细作业、胜任各类作业。引用新技术，比 如，应用深度学习提高机器人感知与决策能力。有了 感知，有了信息，才能做决策。另外，可以采用触觉 反馈控制，增强农业机器人感知与执行能力。通过力
2019 年 5 月总第 288 期 21
Hale Waihona Puke 在我国，农业机器人研究起步于上个世纪九十 年代，结合我国农业特点，科研人员在自动驾驶拖 拉机、小型农业移动平台、嫁接机器人、移栽机器 人都做了，但是没有产业化。黄瓜采摘机器人，十 秒钟才摘一个，如果人工用手摘，十秒钟已经可以 摘下来吃掉了。番茄的采摘，需要柔性的设计，这 些机械手怎么设计，怎么样防止破裂，我们的机器 人速度比较慢，生物学的柔性设计比较困难，没有 完全达到实用化。我们国家在积极推动农业机器人
现在人工智能发展迅速，主要分成五大板块，大数据智能、跨 媒体智能、人机混合智能、群体智能、自主无人系统。机器人现在作 为人工智能的重要内容，如果对其技术进行分解，有三个板块：第一 个是感知，有视觉、触觉、听觉、味觉感觉。然后面对人，农用机器 人通过控制软件、安全控制来进行分析、规划。第三是执行机构。
聚焦突破复杂作业理论和技术难点。欧美科学家 持续关注果蔬采摘、作物授粉及多功能作业等复杂性生 产作业中的农业机器人。重点研究作业对象的快速识 别、多自由度机械臂动作规划、作业点高精度重复巡逻 等相关理论和算法。2015年，Deepfield Robotics发布 了能胜任喷药、除草等任务的多功能农业机器人。
国际上对农业机器人高度关注， 锄草机器人曾刊登于 2007 年 《时代周刊》的封面。美国卡内基梅隆大学国家机器人实验室研究了 一款田间移动巡查农业机器人，可以在田间不间断自动收集高粱作物 的表型信息，为作物表型组学研究提供了有效的技术手段。
农业机器人瓶颈问题分析
机器人的自动化技术现在有一个争论，自动化算不算智能技术？ 事实上我们的焊接机器人其实没什么智能，就是到某个点，用多长时 间，一些焊接材料按上去就行了，这种机器都称它为机器人，所以我 们现在加了智能机器人。我们有外部环境，在作物方面，空间层叠分 布、枝叶果实遮挡、个体差异较大、部分柔嫩易损，环境方面有光照 情况多变、气象条件多变、粉尘泥土干扰、非结构化特征。在理论与