摘要：農(nóng)業(yè)機(jī)器人在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用越來越廣泛。而農(nóng)業(yè)機(jī)械化是一個(gè)國家農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志。通過對國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，歸納了現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)器人存在的問題，展望了了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)器人;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

0前言

機(jī)器人在現(xiàn)在的工業(yè)，農(nóng)業(yè)和日常生活中應(yīng)用的很廣泛。農(nóng)業(yè)機(jī)器人以農(nóng)作物為對象，有人類感知和行動(dòng)的功能，融合了多門學(xué)科的可重復(fù)編程的自動(dòng)化設(shè)備。隨著社會(huì)不斷的發(fā)展進(jìn)步，在農(nóng)業(yè)方面的勞動(dòng)力正在減少，更多的年輕人不愿意從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在人口較少的發(fā)達(dá)國家，農(nóng)業(yè)機(jī)器人越來越受到國家的重視。農(nóng)業(yè)機(jī)器人能夠替代部分人力，可以不斷的降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，解決勞動(dòng)力稀缺的問題。

本文主要介紹國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究發(fā)展情況，以及農(nóng)業(yè)機(jī)器人存在的不足之處，并且分析了為了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢。

1 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

從九十年代以來，我國已經(jīng)在草莓，黃瓜和番茄采摘機(jī)器人的研發(fā)上取得了一定成就。草莓采摘機(jī)器人采摘成功率超過百分之九十，每小時(shí)可以采摘七十三顆草莓。黃瓜采摘機(jī)器人通過雙目視覺成像裝置識(shí)別黃瓜的成熟度，可以在十五秒內(nèi)完成采摘?jiǎng)幼鳌?009年已經(jīng)研究出了荔枝采摘機(jī)械手用于荔枝的采摘。2011年我國設(shè)計(jì)的除草機(jī)器人，可以識(shí)別雜草，實(shí)現(xiàn)智能化除草。我國某農(nóng)業(yè)大學(xué)的教授在2009年時(shí)研制了國內(nèi)最早的黃瓜采摘機(jī)器人，可以識(shí)別葉片和果實(shí)，切割時(shí)力度柔和，不會(huì)弄破黃瓜。施肥機(jī)器人可以根據(jù)不同農(nóng)作物的生長情況來確定營養(yǎng)液的成分和用量，這樣可以精確的施肥。同時(shí)該機(jī)器人還能在農(nóng)田中行走，可實(shí)現(xiàn)智能化施肥，避免浪費(fèi)營養(yǎng)液。我國研制的插秧機(jī)器人可以精確定位插秧的位置，提高作業(yè)效率除草機(jī)器人先對雜草進(jìn)行初步識(shí)別，在進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)智能除草。這樣不僅可以節(jié)省除草劑，還能節(jié)省不少人力物力，提高作業(yè)效率。我國在嫁接技術(shù)上取得不錯(cuò)成績，嫁接機(jī)器人利用圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別農(nóng)作物的具體位置，然后完成切苗，結(jié)合，固定等嫁接過程，實(shí)現(xiàn)全智能操作。目前，我國的機(jī)器人主要是高校在進(jìn)行研究。雖然取得了不錯(cuò)的成績，但是跟發(fā)達(dá)國家相比還有不少的差距。

1.2 國外農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀

丹麥研究了農(nóng)田除草機(jī)器人，美國研究的機(jī)器人可以對農(nóng)作物精確噴農(nóng)藥，并且對雜草的識(shí)別率超過百分之八十。日本研制的茄子采摘機(jī)器人對茄子的采摘成功率超過百分之六十。2005年日本的草莓采摘機(jī)器人通過兩側(cè)的相機(jī)獲取草莓的信息，能夠確定草莓的位置并且還識(shí)別草莓的的果實(shí)和果柄的具體位置。通過實(shí)驗(yàn)該機(jī)器人采摘成功率超過百分之四十，而且草莓采摘的時(shí)間大約十秒鐘。在黃瓜采摘方面，日本在上世紀(jì)九十年代就已經(jīng)研制出了采摘機(jī)器人。該黃瓜機(jī)器人上有相機(jī)，可以通過黃瓜的光譜反射特性來識(shí)別黃瓜，采摘時(shí)機(jī)械手抓住黃瓜，將其切斷，其采摘成功率可達(dá)百分之六十。葡萄采摘機(jī)器人除了能夠采摘葡萄之外，還能夠修剪枝葉。以色列研制的甜瓜采摘機(jī)器人可以完成超過百分之八十的采摘工作，韓國研制的蘋果采摘機(jī)器人每秒鐘可以采摘五個(gè)蘋果，對蘋果的識(shí)別率超過百分之八十。美國一家農(nóng)業(yè)機(jī)器人公司研究出了一種施肥機(jī)器人，可以對土壤進(jìn)行施肥。荷蘭研究的黃瓜收獲機(jī)器人可以探測黃瓜的成熟度及其位置，該機(jī)器人用高壓電極燒斷果柄，可以防止感染細(xì)菌。番茄采摘成功率達(dá)到百分之七十，每秒可采摘十五個(gè)。甘藍(lán)每秒鐘可采摘五十五個(gè)，成功率可達(dá)到百分之四十。英國研制的蘑菇采摘機(jī)器人每秒鐘可采摘兩個(gè)，成功率超過百分之七十五。日本還提出智慧農(nóng)業(yè)，可實(shí)現(xiàn)翻地，播種，施肥，噴藥和收割等作業(yè)，實(shí)現(xiàn)智慧化生產(chǎn)，降低農(nóng)業(yè)勞動(dòng)人員的工作強(qiáng)度。

2農(nóng)業(yè)機(jī)器人存在的不足

農(nóng)業(yè)機(jī)器人經(jīng)過幾十年的發(fā)展，得到了全世界的重視。雖然取得了很大的成就，但是同樣也存在很多的技術(shù)問題。第一，農(nóng)作物都很嬌嫩，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在采摘時(shí)容易將它損壞。第二，農(nóng)業(yè)機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜，沒有固定的作業(yè)環(huán)境。第三，農(nóng)作物由于季節(jié)性比較強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)器人利用率低，成本高。第四，農(nóng)業(yè)機(jī)器人智能化程度偏低，許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不能單獨(dú)由農(nóng)業(yè)機(jī)器人去完成，采摘作業(yè)效率也很低，只能逐個(gè)的采摘果實(shí)，這就導(dǎo)致了用農(nóng)業(yè)機(jī)器人采摘農(nóng)作物的成本很高。我國研制農(nóng)業(yè)機(jī)器人比較晚，并且農(nóng)業(yè)機(jī)器人在精確性，靈活性和適應(yīng)性等方面比不上人類，所以農(nóng)業(yè)機(jī)器人依然有許多的問題需要解決。

3農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢

農(nóng)業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，會(huì)應(yīng)用的越來越廣泛。第一，未來農(nóng)業(yè)機(jī)器人更加人性化，操作更簡單，普及的更廣泛。第二，智能化程度更高，能夠?qū)r(nóng)作物實(shí)施精細(xì)化管理，這樣可以提高農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量，滿足更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。第三，可靠性更高，更加柔性，能適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，采摘率也會(huì)提高不少。并且可以根據(jù)不同的果實(shí)的大小、形狀和硬度等情況設(shè)計(jì)出專門的機(jī)械手。第四，智能識(shí)別系統(tǒng)更先進(jìn)，在光線較差時(shí)，仍然能夠準(zhǔn)確的識(shí)別農(nóng)作物。即使在夜間也可以作業(yè)，大大降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的強(qiáng)度，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨向智慧化和規(guī)?；?。第五，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用和維護(hù)成本很高，未來其成本會(huì)降低，能讓農(nóng)民可以接受其價(jià)格。第六，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在面對復(fù)雜多變的自然環(huán)境時(shí)有足夠的適應(yīng)性。未來農(nóng)業(yè)機(jī)器人會(huì)更靈活，更精確，更加的適應(yīng)不同的自然環(huán)境。在智能化，圖像識(shí)別和柔性等方面替代人類進(jìn)行高效的作業(yè)，減輕勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的前景十分的廣闊，各國都在努力的研制最先進(jìn)的機(jī)器人。

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作者簡介：胡師柿（1990-）男，碩士研究生，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。

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