劉潔

【摘 要】農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)能十分真實(shí)的呈現(xiàn)出一個(gè)國(guó)家的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平，并且展現(xiàn)國(guó)家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志則是農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平。然而以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究早已開始，并且已經(jīng)取得了一些較前進(jìn)的成果。但是中國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展是比較落后的，發(fā)展時(shí)間相對(duì)來說也比較晚，以至于到目前依舊處于初期，在各個(gè)方面都落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。

【關(guān)鍵詞】智能；農(nóng)業(yè)機(jī)器人；應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基石就是農(nóng)業(yè)機(jī)械化，更實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。目前隨著我國(guó)的人口結(jié)構(gòu)不斷老齡化來看，那些在農(nóng)村里面從事生產(chǎn)的勞動(dòng)力，還有一些從事繁重的田間勞作的勞動(dòng)力幾乎全部是上了年紀(jì)的人，有的還可以看到步履蹣跚的老人家，由此可見我國(guó)的農(nóng)村勞動(dòng)力人力極度缺乏，產(chǎn)業(yè)的成本又逐年的增高。與此同時(shí)，我國(guó)還面領(lǐng)著一些能夠嚴(yán)重制約影響農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的問題，例如，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本快速增高、農(nóng)村地區(qū)環(huán)境污染不斷加重、水資源短缺、土壤肥力逐漸下降和耕地資源不斷縮減等。另外在生產(chǎn)的實(shí)踐中，有大量的農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人進(jìn)行農(nóng)田操作，從而大大降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度以及生產(chǎn)成本，也提高了產(chǎn)業(yè)的循環(huán)率，解決了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力的資源不足生產(chǎn)力低下的主要成果。

1 智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特征以及分類

1.1 智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人的特征

和在工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的機(jī)器人相比較之下，農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人具備以下幾個(gè)突出的特點(diǎn)：

①工作的對(duì)象十分復(fù)雜：農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人必須需要很強(qiáng)的識(shí)別能力，并且因此依據(jù)從而做出不同的動(dòng)作，并且能夠力度適中。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域是不相同的，農(nóng)作物一般都比較容易受到損傷和破壞的性質(zhì)，并且種類不是只有一樣，形狀也各具形態(tài)，有的甚至兩者之間有著本質(zhì)上的差別。

②工作的環(huán)境也較為復(fù)雜：除了受到土地的傾斜度等其他的地形條件的束縛之外，智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人的工作環(huán)境還受到自然條件的影響，如季節(jié)和大氣，還有陽(yáng)光的照射等。并且隨著時(shí)間和空間的不同與變化，農(nóng)作物也不斷的發(fā)生生長(zhǎng)的變化，所以這就必須要求機(jī)器人在這變化多樣的環(huán)境里面進(jìn)行多樣化的開放性作業(yè)。

③其操作的要求也十分特殊：要考慮到在農(nóng)村里面幾乎都是沒有機(jī)械相關(guān)知識(shí)的老農(nóng)民，所以必須要做到智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)不僅操作簡(jiǎn)單而且具有非常頂級(jí)的可靠性，耐用性，以便于來提高農(nóng)民對(duì)于智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人的的普遍適應(yīng)性，熟能生巧，上手之后做到真正將智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人廣泛的運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

1.2 智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)

智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人不僅集成了傳感器技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、人工智能技術(shù)和通訊技術(shù)等尖端科學(xué)技術(shù)。而且智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人還由末端執(zhí)行器、控制裝置、移動(dòng)裝置、機(jī)器視覺系統(tǒng)還有傳感器等功能的裝置所組成。并且農(nóng)業(yè)機(jī)器人的目的就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，不僅具有信息的強(qiáng)烈感知還有可重新進(jìn)行編程的功能，更具有模仿人體的一些肢體動(dòng)作中一些柔性自動(dòng)化或者半自動(dòng)的設(shè)備。

1.3 智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人分類

因?yàn)楣ぷ鞯念I(lǐng)域不同所以，智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人可分為：田間生產(chǎn)機(jī)器人、農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)器人和設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)器人3個(gè)大類，每一類的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，也可以根據(jù)工作內(nèi)容的不同進(jìn)行深層次的細(xì)分成為以下幾點(diǎn)。

①設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)器人：水果嫁接機(jī)器人，花卉扦插機(jī)器人蔬菜收獲機(jī)器人（番茄/辣椒/絲瓜）水果收獲機(jī)器人（葡萄/桔子/荔枝）植物全程機(jī)器人（除草/育苗/移栽）

②大田生產(chǎn)機(jī)器人：大田播種機(jī)器人（插秧/播種）大田收獲機(jī)器人（西瓜/甘藍(lán)/谷物）大田植保機(jī)器人（噴藥/除草/施肥）

③農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)器人：肉類加工機(jī)器人、擠奶機(jī)器人、剪動(dòng)物毛機(jī)器人

2 智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人在中國(guó)的發(fā)展概況

中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人起步較晚，底子又不厚，投資規(guī)模相對(duì)來說很小，導(dǎo)致發(fā)展速度十分緩慢，因此在現(xiàn)階段依舊處于研究時(shí)期，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比較起來，差距還十分巨大。由于發(fā)達(dá)國(guó)家的起步較早，因此發(fā)展相當(dāng)迅速。美國(guó)以及韓國(guó)等已開發(fā)出用于收獲番茄、絲瓜、黃瓜、草莓、葡萄等蔬菜水果的多種智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人，并且工作效率十分高，質(zhì)量也十分的穩(wěn)定。然而這些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的的規(guī)模精準(zhǔn)化，并且其農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展也促進(jìn)了智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人的升級(jí)應(yīng)用一直在的不斷更新進(jìn)步。不過經(jīng)過國(guó)內(nèi)一些研究家的不懈努力，相比之前我國(guó)也還是取得了較多的成果。只不過和發(fā)達(dá)國(guó)家相比起來，還是有點(diǎn)差距的。

3 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

3.1 插秧

智能機(jī)器人不僅具有自主性而且還有自行學(xué)習(xí)進(jìn)行推理以及判斷能力，并且感知機(jī)能、運(yùn)動(dòng)機(jī)能、思維機(jī)能和通信機(jī)能是機(jī)器人應(yīng)該具備的四種機(jī)能。分別用于內(nèi)部環(huán)境信息，用來更好地進(jìn)行自我行動(dòng)監(jiān)事；這個(gè)適用于外部的環(huán)境，該動(dòng)作就相當(dāng)于人的腳和手；對(duì)問題進(jìn)行合理的判斷和精準(zhǔn)推理；很好的理解出指示命令并做到能和人進(jìn)行信息的交換。

3.2 雜草處理

該系統(tǒng)可以把田園里面的所有植物都拍攝下來，然后在拍攝到的圖像里把作物和雜草區(qū)分出來，最后利用噴頭將除草劑噴灑到雜草上。并且每張600×400像素的圖像能夠覆蓋180×110的占地面積，然后根據(jù)拍攝到的所有圖像，噴頭的前進(jìn)速度是可以通過公式而計(jì)算出來的。

3.3 植物的采收

利用智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人來進(jìn)行采收農(nóng)作物，不僅成功的幫助了農(nóng)民在農(nóng)忙的季節(jié)里能夠加速并且輕松地對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行全面的搶救，還能夠節(jié)約人力和時(shí)間，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化的效率，完美的推進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。令我國(guó)的農(nóng)業(yè)更加機(jī)械自動(dòng)化還有規(guī)范化。

3.4 農(nóng)作物的搬運(yùn)

一些農(nóng)作物在搬運(yùn)的過程之中非常容易變形和擦傷，因此導(dǎo)致農(nóng)民用機(jī)器來搬運(yùn)的時(shí)候十分困難，于是現(xiàn)在便出現(xiàn)了手爪。該機(jī)器不會(huì)在表面留下手爪造成的抓痕和和痕跡。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中適用非常廣泛，深受農(nóng)民的喜愛，然而本文就蔬菜番茄收獲機(jī)器手爪作出簡(jiǎn)圖供參考，詳情見圖1。

4 結(jié)語

總而言之，果蔬分選機(jī)器人某些方面取得了較前進(jìn)的研究成果；而采摘和除草機(jī)器人也實(shí)現(xiàn)了工作初步的智能化等等之類的機(jī)器人都顯示著我國(guó)的智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人正處在自動(dòng)化到無人化的完美過渡階段。不過總體上，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人的成本過高和使用率不高，智能系統(tǒng)還不夠完善等問題還是依舊會(huì)出現(xiàn)，在未來還需要更進(jìn)一步的向高效智能化和精準(zhǔn)化的方向快速發(fā)展。并且遵循國(guó)際先進(jìn)的農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，提高機(jī)器人的性能，并且能夠廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中去，達(dá)到農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率和妥善提高資源利用率的目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)到農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的完美蛻變。

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