农业机器人的未来在哪里

当前农业生产面临着人工成本高涨的问题，这一趋势促使智能化的农业装备成为解决农业生产效率的关键。在这样的大背景下，农业机器人作为智能化装备的代表，成为了人们关注的焦点。

日前，中国工程院院士赵春江在世界机器人大会上指出，智能化的农业装备发展到一定阶段必然会衍生出农业机器人。这些机器人能够全部或部分替代人工，高效、便捷、安全、可靠地完成复杂的农业生产任务。农业机器人的出现，代表着农业智能化发展的新方向。

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、畜牧农业机器人以及水产农业机器人等。它们能够利用多传感器融合和自动控制等技术，实现在自然环境下作业的自动化和智能化。

尽管农业机械化水平不断提高，但依然存在操作环境恶劣、劳动强度大以及对操作人员技术要求高等问题。传统农民的数量正在减少，对农业生产人员的要求也越来越高。据统计，“十三五”期间，约有1.2亿人口进入城镇，越来越多的耕地依靠集体经营和规模化生产。新型经营主体如合作社、家庭农场、牧场等成为了农业生产的主力军。

国际上同样面临着农业生产人员缺乏的问题，自上世纪80年代起，各种农业机器人应运而生。如今，全球农业机器人的发展迎来了前所未有的大好局面，年收入不断增长，预计未来几年农业机器人的市场将会有更大的发展空间。

农业机器人的发展仍面临非结构性环境的挑战。不同于工业环境的流水线生产，农业环境的多变性对农业机器人的判断和执行造成干扰。例如，果实形态多样、农业环境中复杂的光照条件以及植株的复杂布局等都会给机器人的精准操作带来困难。

针对这些问题，科研团队不断取得突破性进展。例如，李伟研究团队研发出的非结构环境智能双目视觉系统，能够在农田、果园等自然环境下，识别光照、时空，动态采集并高速实时传输数据。这一系统的实验与验证已经在采摘机器人、除草机器人、割胶机器人等农业机器人方面展开。

实际应用方面，农业机器人已经在大田作业中得到了广泛应用。魏新华介绍，目前我国农业机器人的推广主要集中在自动驾驶农机、农业植保无人机等领域。大田无人农机已经能够替代人工，实现自动驾驶、工作环境监测、农业决策以及其他具体操作。这些无人农机采用按需精准变量作业，提高化肥农药的利用率，并搭载作业环境现场感知技术，根据实时情况让机器处于最佳作业状态，从而提高作业效率和质量。

农业机器人作为智能化装备的代表，正在为农业生产带来革命性的变化。尽管面临诸多挑战，但随着科研团队的不断突破和应用领域的不断拓展，农业机器人将迎来更广阔的发展空间。春天的到来都要经历寒冬的考验，而农业机器人正处在这个发展的春天里。未来的农业，或将实现无人化的壮丽图景

魏新华做出了这样的预测：“未来，我们的农田可能逐渐转化为无人化的农场，农业机器人将在农田里相互协作，协同完成各种作业。”想象一下，那时农业机器人的编组，宛如科幻电影中的自动化队伍。

赵春江持有一种不同的看法。他指出我国在机器人研究领域的积累仍然不足，前期的创新研究未能积累足够的经验，可能会使无人农场的愿景变得遥不可及。这也暴露出我国在机器人研究队伍规模上的短板，目前的研究队伍偏小，难以迅速推动农业机器人的发展。这需要鼓励和支持多学科交叉研究，以推动机器人技术的突破。

魏新华进一步阐述了在无人农机作业过程中遇到的挑战。比如农田边界的识别问题曾困扰了研究人员很长时间。在此之前，无人农机需要人工驾驶以获取田块的四个顶点，这一过程极其耗时。尽管有系统尝试自动识别边界和固定障碍物，但在不规则田块中作业仍存在困难。土壤及地表状况的适应性也是一大考验，当无人农机移至另一区域时，问题便暴露无遗。

还有在播种或插秧时，田块的直线度差异也给农业机器人带来了挑战。如果机器人严格按照北斗导航的直线路径作业，可能会增加轧苗率。对此，魏新华建议融合北斗导航和视觉导航信息，以应对这一难题。他充满信心地表示：“未来的植保防控体系将是以地面机械为主导、农业航空为体系的立体化体系。”

尽管面临诸多挑战，但我们依然对农业机器人的未来充满期待。随着技术的不断进步和研究的深入，无人农场或许不再遥不可及。让我们共同期待这一科技奇迹的到来，共同见证农业领域的革新与变革。