近日，西北农林科技大学“智造”出全国高校首台苹果双臂采摘机器人。苹果采摘机器人研究是国内外农业机器人领域的研究热点和难点之一，涉及机械、电子、控制、人工智能等多个学科，技术门槛高、研发难度大。

据了解，对比国内外同类型机器人，目前西农大双臂苹果采摘机器人在多方面实现了技术赶超：一是机器人识别速度为0.015秒；二是仿生旋转拉拽，能耗小，采摘方式灵巧；三是两臂协同的工作方式极大提高了整机采摘效率。

据统计，我国苹果采摘作业约占整个生产过程作业量的40%、占总生产成本的50%～70%。果园采摘从“梯子+篮子”的传统模式迈向机器人自主协同作业方式，意义重大。

1、“十四五”这些农业机器人是重点

近日，工业和信息化部等十五部门联合印发《“十四五”机器人产业发展规划》（以下简称《规划》）。未来机器人将在哪些领域大有可为？农业机器人将在哪些方面大展拳脚？《规划》对此作出了安排。

一是工业机器人方面。重点研制面向汽车、航空航天、轨道交通等领域的高精度、高可靠性的焊接机器人，面向半导体行业的自动搬运、智能移动与存储等真空（洁净）机器人，具备防爆功能的民爆物品生产机器人，AGV、无人叉车，分拣、包装等物流机器人，面向3C、汽车零部件等领域的大负载、轻型、柔性、双臂、移动等协作机器人，可在工作区域内任意位置移动、姿态可达、有灵活操作能力的移动操作机器人。

二是服务机器人方面。重点研制果园除草、精准植保、采摘收获、畜禽喂料、淤泥清理等农业机器人，采掘、支护、钻孔、巡检、重载辅助运输等矿业机器人，建筑部品部件智能化生产、混凝土浇筑、装饰装修、构部件安装等建筑机器人，手术、护理、检查等医疗康复机器人，助行、助浴、情感陪护等养老助残机器人，家务、教育、娱乐等家用服务机器人，讲解导引、餐饮、配送等公共服务机器人。

三是特种机器人方面。重点研制水下探测、作业、深海矿产资源开发等水下机器人，安保巡逻、反恐防暴、交通管理、边防管理等安防机器人，消防、应急救援、安全巡检、核工业操作等危险环境作业机器人，检验采样、消毒清洁、辅助巡诊查房、重症护理辅助操作等卫生防疫机器人。

此外，《规划》提出“机器人+”应用行动。据了解，在已形成较大规模应用的领域，比如汽车、电子、机械、仓储物流、智能家居等，将着力开发和推广机器人新产品；在初步应用和潜在需求比较旺盛的领域，比如矿山、农业、电力、应急救援、医疗康复等，结合具体场景，开发机器人产品和解决方案。

2、各国农业机器人各领风骚

当前，农业机器人发展提速，并逐渐向细分领域拓展，各国都不断开发出“定制化”的机器人来服务于农业生产与管理。

在农业作物监测领域，伊利诺伊大学斯蒂芬(StephenP.Long)教授领导的团队研发了一款新的机器人。这款农业机器人采用GPS和笔记本电脑相结合来引导，以履带式的轮子在植物行间移动。

该机器人配备了高光谱、高清的热成像相机、天气监视器以及脉冲激光扫描仪传感器。这些设备可以让它收集植物的茎秆直径、高度和叶面积等的表型数据，以及作物的环境条件信息，如温度和土壤含水量。它收集的数据会存储在机器人自己的集成计算机上，接着它会传输到研究人员的笔记本电脑上。然后，他们可以使用此信息来为每一株植物建立一个3D计算机模型，以预测其生长和发育，从而估计该单株植物和整个作物的产量。

无独有偶，近日，佐治亚理工大学的研究人员团队也研发了一款创意十足的机器人，同样应用于农作物监测。据了解，这款机器人的设计灵感来源于树懒，研发人员给这款机器人取了个威武的名字叫“泰山”。

据介绍，“泰山”的主要工作是通过内置摄像头监测农作物的生长情况，其用3D打印技术制成的爪子十分灵敏，可以在平行的线缆上攀爬前行，从而拍摄植物各个角度的照片。佐治亚理工学院教授乔纳森·罗杰斯表示，他们正在试图继续优化“泰山”的设计，使其变得更为节能，就像真正的树懒一样。除此之外，据中国智能制造网进一步了解，为了让“泰山”能够保持全天候24小时的不间断检测能力，研发团队还考虑使用太阳能为其供能，从而无需充电或加油。

在其他国家方面，澳大利亚研制了一款农场机器人——“SwagBot”，能够放牧牲畜，并且将陷入泥泞之中的车辆拖出来；英国公布了一款农业采集机器人，它采集西兰花的速度是人类的6倍，已经投入使用；法国一家公司最近开发了一款专门用于大型蔬菜种植的最新农业机器人——Dino除草机器人。Dino装备RTK(实时动力学)GPS和视觉相机，能翻动土块拔除杂草，且不伤害近处的作物，同时，它号称是一款“多功能机器人”，所以也可被用于播种。

在全球农业机器人研究上，日本集中研究力量，共同实施开发计划，目前居于世界各国之首。早在1995年，日报参与研究的私营农机制造商就达41家。研究的对象不单是农业机械，还包括与机械化作业效率有关的肥料、农药等生产资料的开发。研究课题的设置涉及蔬菜、旱作水田、畜产和果树等方面。

3、农业机器人百花齐放，推动“无人农场”成为现实

在劳动力短缺、产业升级需求增长、前沿技术加快发展等多重因素影响下，农业机器人正加速拓展应用范围。如今，农业机器人不仅越发多元化、智能化，而且还推动了“无人农场”等新兴概念的实现，未来市场前景十分广阔。

如今，人工智能、大数据、物联网等前沿技术的发展正在改变着这个时代，农业生产方式从机械化向数字化迈进，精准农业技术已经悄然改变了传统的农业生产模式，高端智能化阶段已然到来。

因而，在“智慧农业”的发展当中，农业机器人的应用正愈发广泛，发挥其关键角色作用，以完成执行自动化、智能化的艰巨任务。目前，农业机器人已经能完成播种、种植、耕作、采摘、收割、除草、分选以及包装等工作，主要应用于无人驾驶拖拉机、无人机、物料管理、播种和森林管理、土壤管理、牧业管理和动物管理等。

无人农场，在农业领域里并不是头一次出现的事儿。农业耕作因其独特性，需要人们起早摸黑并忍受在泥土间劳作的脏累与艰辛。由于现代农业比过去只有播种、待农作物成熟再收割的农业模式更为复杂。

无论是建设智慧农业还是助推无人农场的发展，农业机器人都是当之无愧的主角。由此看来，农业机器人领域大有可为，目前市场正在迅速发展，或将开启农业领域又一新蓝海。

来源：觉醒元宇宙AI，农业智慧未来，中国农机化导报

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