智能农业机器人在现代农业中的应用

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【摘 要】农业机器人技术能十分真实的呈现出一个国家的农业机械化水平，并且展现国家农业现代化水平的重要标志则是农业机械化水平。然而以美国为代表的发达国家对农业机器人的研究早已开始，并且已经取得了一些较前进的成果。但是中国的农业机器人发展是比较落后的，发展时间相对来说也比较晚，以至于到目前依旧处于初期，在各个方面都落后于发达国家。

【关键词】智能；农业机器人；应用现状

现代农业的基石就是农业机械化，更实现农业现代化的重要标志。目前随着我国的人口结构不断老龄化来看，那些在农村里面从事生产的劳动力，还有一些从事繁重的田间劳作的劳动力几乎全部是上了年纪的人，有的还可以看到步履蹒跚的老人家，由此可见我国的农村劳动力人力极度缺乏，产业的成本又逐年的增高。与此同时，我国还面领着一些能够严重制约影响农业健康发展的问题，例如，农业生产成本快速增高、农村地区环境污染不断加重、水资源短缺、土壤肥力逐渐下降和耕地资源不断缩减等。另外在生产的实践中，有大量的农业智能机器人进行农田操作，从而大大降低了人工劳动强度以及生产成本，也提高了产业的循环率，解决了农业生产劳动力的资源不足生产力低下的主要成果。

1 智能机器人的结构特征以及分类

1.1 智能农业机器人的特征

和在工业领域被广泛应用的机器人相比较之下，农业智能机器人具备以下几个突出的特点：

①工作的对象十分复杂：农业智能机器人必须需要很强的识别能力，并且因此依据从而做出不同的动作，并且能够力度适中。因为农业领域和工业领域是不相同的，农作物一般都比较容易受到损伤和破坏的性质，并且种类不是只有一样，形状也各具形态，有的甚至两者之间有着本质上的差别。

②工作的环境也较为复杂：除了受到土地的倾斜度等其他的地形条件的束缚之外，智能农业机器人的工作环境还受到自然条件的影响，如季节和大气，还有阳光的照射等。并且随着时间和空间的不同与变化，农作物也不断的发生生长的变化，所以这就必须要求机器人在这变化多样的环境里面进行多样化的开放性作业。

③其操作的要求也十分特殊：要考虑到在农村里面几乎都是没有机械相关知识的老农民，所以必须要做到智能农业机器人的设计不仅操作简单而且具有非常顶级的可靠性，耐用性，以便于来提高农民对于智能农业机器人的的普遍适应性，熟能生巧，上手之后做到真正将智能农业机器人广泛的运用于实际生产中。

1.2 智能农业机器人基本结构

智能农业机器人不仅集成了传感器技术、图像识别技术、系统集成技术、人工智能技术和通讯技术等尖端科学技术。而且智能农业机器人还由末端执行器、控制装置、移动装置、机器视觉系统还有传感器等功能的装置所组成。并且农业机器人的目的就是农业生产，不仅具有信息的强烈感知还有可重新进行编程的功能，更具有模仿人体的一些肢体动作中一些柔性自动化或者半自动的设备。

1.3 智能农业机器人分类

因为工作的领域不同所以，智能农业机器人可分为：田间生产机器人、农产品加工机器人和设施农业机器人3个大类，每一类的农业机器人，也可以根据工作内容的不同进行深层次的细分成为以下几点。

①设施农业机器人：水果嫁接机器人，花卉扦插机器人蔬菜收获机器人（番茄/辣椒/丝瓜）水果收获机器人（葡萄/桔子/荔枝）植物全程机器人（除草/育苗/移栽）

②大田生产机器人：大田播种机器人（插秧/播种）大田收获机器人（西瓜/甘蓝/谷物）大田植保机器人（喷药/除草/施肥）

③农产品加工机器人：肉类加工机器人、挤奶机器人、剪动物毛机器人

2 智能农业机器人在中国的发展概况

中国农业机器人起步较晚，底子又不厚，投资规模相对来说很小，导致发展速度十分缓慢，因此在现阶段依旧处于研究时期，但是和发达国家相比较起来，差距还十分巨大。由于发达国家的起步较早，因此发展相当迅速。美国以及韩国等已开发出用于收获番茄、丝瓜、黄瓜、草莓、葡萄等蔬菜水果的多种智能农业机器人，并且工作效率十分高，质量也十分的稳定。然而这些发达国家已经实现农业生产上的的规模精准化，并且其农业的快速发展也促进了智能农业机器人的升级应用一直在的不断更新进步。不过经过国内一些研究家的不懈努力，相比之前我国也还是取得了较多的成果。只不过和发达国家相比起来，还是有点差距的。

3 在现代农业中的应用

3.1 插秧

智能机器人不仅具有自主性而且还有自行学习进行推理以及判断能力，并且感知机能、运动机能、思维机能和通信机能是机器人应该具备的四种机能。分别用于内部环境信息，用来更好地进行自我行动监事；这个适用于外部的环境，该动作就相当于人的脚和手；对问题进行合理的判断和精准推理；很好的理解出指示命令并做到能和人进行信息的交换。

3.2 杂草处理

该系统可以把田园里面的所有植物都拍摄下来，然后在拍摄到的图像里把作物和杂草区分出来，最后利用喷头将除草剂喷洒到杂草上。并且每张600×400像素的图像能够覆盖180×110的占地面积，然后根据拍摄到的所有图像，喷头的前进速度是可以通过公式而计算出来的。

3.3 植物的采收

利用智能农业机器人来进行采收农作物，不仅成功的帮助了农民在农忙的季节里能够加速并且轻松地对农作物进行全面的抢救，还能够节约人力和时间，提高了农业生产化的效率，完美的推进了农业现代化的发展。令我国的农业更加机械自动化还有规范化。

3.4 农作物的搬运

一些农作物在搬运的过程之中非常容易变形和擦伤，因此导致农民用机器来搬运的时候十分困难，于是现在便出现了手爪。该机器不会在表面留下手爪造成的抓痕和和痕迹。在现代农业中适用非常广泛，深受农民的喜爱，然而本文就蔬菜番茄收获机器手爪作出简图供参考，详情见图1。

4 结语

总而言之，果蔬分选机器人某些方面取得了较前进的研究成果；而采摘和除草机器人也实现了工作初步的智能化等等之类的机器人都显示着我国的智能农业机器人正处在自动化到无人化的完美过渡阶段。不过总体上，我国的农业机器人的成本过高和使用率不高，智能系统还不够完善等问题还是依旧会出现，在未来还需要更进一步的向高效智能化和精准化的方向快速发展。并且遵循国际先进的农业发展趋势，提高机器人的性能，并且能够广泛应用到农业生产中去，达到农业劳动生产率和妥善提高资源利用率的目标，最终实现一个农业大国到农业强国的完美蜕变。

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[责任编辑：汤静]