农业机器人的春天来了吗

当前，在农业生产中，人工成本已经超过整体成本的一半。在这种背景下，如何降低人工成本逐渐成为农业生产关注的热点问题。

“智能化的农业农机装备为提高农业生产效率指出了一条路。从长远看，农业机器装备发展到一定程度就会衍生出农业机器人。农业机器人可全部或部分替代人或辅助人高效、便捷、安全、可靠地完成特定的、复杂的生产任务。”日前，中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江在2019世界机器人大会上说。

农业机器人是农业智能化装备的一种，能够利用多传感器融合、自动控制等技术，让自然环境下作业的农业装备实现自动化、智能化生产。农业机器人种类丰富，包括大田作业机器人、温室机器人、林业农业机器人、畜牧农业机器人、水产农业机器人等。

中国农业大学教授李伟表示，如今，农业生产对生产人员提出更高要求，与此同时，传统农民正在减少。于是，农业机器人的发展拥有前所未有的大好局面。

和其他机器人一样，农业机器人由三个重要部分组成：一是具有类似人类五官的视觉、触觉、听觉、味觉等，能够感知、获得信息的传感器和系统；二是有能够解析任务，识别、判断环境，制订行动计划的芯片，功能类似大脑；三是具有超强的执行能力的机构。科研难题就隐藏在这其中。

李伟说，从整体看，我国农业机器人研究水平与国际相当，部分技术处于领跑水平，如自然环境下机器人的伺服控制等。也有一些技术处于落后状态，如涉及作物信息，动植物生理、生态感知的传感器件等。

她强调，全世界面临的一个共性难题是在非结构环境下如何有效获取信息，“不同于工业环境的流水线生产，农业机器人面临的工作环境非常‘多变’，果实形态多样、农业环境中复杂的光照条件、植株的复杂布局等，都会对农业机器人的判断和执行造成干扰。”

日前，李伟研究团队取得突破性进展，研发出非结构环境智能双目视觉系统。该系统能够在农田、果园等自然环境下，识别光照、时空，动态采集，高速实时传输数据。该系统已经在采摘机器人、除草机器人、割胶机器人等农业机器人方面展开试验与验证。

江苏大学教授魏新华介绍，目前我国农业机器人的推广，主要集中在大田作业中自动驾驶农机、农业植保无人机等的应用。

除了解放人力，无人农机还有何优势？魏新华表示，无人农机采用按需精准变量作业，提高化肥农药的利用率。另外，无人农机搭载的作业环境现场感知技术，可以根据土壤、环境和作业对象的实时情况，以及机器的作业状态，让机器始终处于接近满负荷的最佳作业状态，提高作业效率，保证作业质量。最重要的是，无人农机在作业过程中还实现了信息收集和远程存储。

“未来的农场很可能是无人农场，农业机器人编组后，互相联系，协同作业。”魏新华预言。

对于播种或插秧直线度差的田块，如果农业机器人在田间管理时仍按照北斗导航规定的直线路作业，就会增加轧苗率。魏新华建议，进行多导航信息融合，即把北斗导航和视觉导航信息融合，“未来，我国的植保将是以地面机械为主导、农业航空为体系的立体的植保防控体系，要对农业机器人的未来有信心。”

赵春江表示，机器人学是一门交叉学科，涉及人工智能、材料、机械等多个学科。目前机器人的研究队伍偏小，不利于快速推进农业机器人发展。搞好农业机器人研究，必须鼓励和支持多学科交叉研究。

（中 科）