人口的快速增長、食物供應壓力的增加、農(nóng)業(yè)勞動力的不斷減少，推動農(nóng)業(yè)機器人市場需求不斷攀升。無論是建設“智慧農(nóng)業(yè)”，還是發(fā)展“無人農(nóng)場”，農(nóng)業(yè)機器人都是當之無愧的主角。

幾個世紀以前，工業(yè)革命和技術革新大大提高了我們對地球資源的利用程度，在當時看來，地球資源仿佛是取之不盡的。但是人口規(guī)模的不斷擴張，為了滿足大幅增長的糧食需求，未來糧食產(chǎn)量至少需要達到現(xiàn)在糧食產(chǎn)量的兩倍。然而，全球變暖和城鎮(zhèn)化發(fā)展等不利因素正制約著農(nóng)作物的生長，糧食增產(chǎn)相當困難。

在此形勢下，進一步推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展向深層次邁進就顯得更為重要了。如今，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術的發(fā)展正在改變著這個時代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從機械化向數(shù)字化邁進，精準農(nóng)業(yè)技術已經(jīng)悄然改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，高端智能化階段已然到來。

目前，農(nóng)業(yè)機器人已經(jīng)能完成播種、種植、耕作、采摘、收割、除草、分選以及包裝等工作，主要應用于無人駕駛拖拉機、無人機、物料管理、播種和森林管理、土壤管理、牧業(yè)管理和動物管理等。

而根據(jù)相關機構預測，2024年農(nóng)業(yè)機器人出貨量將從2016年的3.2萬部增長至59萬部，除此之外，2024年農(nóng)業(yè)機器人收入也有望達到740億美元。

各國加快農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)

眼下，農(nóng)業(yè)機器人正提速發(fā)展，并逐漸向細分領域拓展，各國都不斷開發(fā) “定制化”的機器人來服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理。

在農(nóng)業(yè)作物監(jiān)測領域，美國伊利諾伊大學斯蒂芬教授領導的團隊研發(fā)了一款新的機器人。這款農(nóng)業(yè)機器人采用gps和筆記本電腦相結合來引導，以履帶式的輪子在植物行間移動。該機器人配備了高光譜、高清的熱成像相機、天氣監(jiān)視器以及脈沖激光掃描儀傳感器。

這些設備可以讓它收集植物的莖稈直徑、高度和葉面積等的表型數(shù)據(jù)，以及作物的環(huán)境條件信息，如溫度和土壤含水量。然后，他們可以使用此信息來為每一株植物建立一個3d計算機模型，以預測其生長和發(fā)育，從而估計該單株植物和整個作物的產(chǎn)量。

澳大利亞研制了一款農(nóng)場機器人“swagbot”，不僅能夠放牧牲畜，并且可以將陷入泥濘之中的車輛拖出來;英國公布了一款農(nóng)業(yè)采集機器人，它采集西蘭花的速度是人類的6倍，已經(jīng)投入使用;法國一家公司則開發(fā)了一款專門用于大型蔬菜種植的最新農(nóng)業(yè)機器人——dino除草機器人。

在農(nóng)業(yè)機器人研究上，日本集中研究力量，共同實施開發(fā)計劃，其研究的對象不單是農(nóng)業(yè)機械，還包括與機械化作業(yè)效率有關的肥料、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料的開發(fā)。研究課題的設置涉及蔬菜、旱作水田、畜產(chǎn)和果樹等方面。

與國外相比，20世紀90年代中期，我國才開始了農(nóng)業(yè)機器人技術的研發(fā)。目前，我國已開發(fā)出的農(nóng)業(yè)機器人有：耕耘機器人、除草機器人、施肥機器人、噴藥機器人、蔬菜嫁接機器人、收割機器人、采摘機器人等。

“無人農(nóng)場”概念興起

隨著農(nóng)業(yè)機器人應用的推廣，“無人農(nóng)場”概念逐漸興起。根據(jù)英國《每日郵報》報道，英國的一組農(nóng)業(yè)工程師正在嘗試創(chuàng)建全球第一家無人農(nóng)場，在沒有任何人進入農(nóng)田的情況下完成翻地、播種、灌溉直至收獲的全部流程，并使用無人機監(jiān)控農(nóng)作物的生長。

更值得稱贊的是，他們在“無人農(nóng)場”項目中使用的都是輕型機械，并沒有使用農(nóng)場常用的大型器械，研究團隊認為之所以不使用大型機械是為了防止常用的大型機械給土壤造成的板結化問題，從而提升土壤的質(zhì)量。

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