农业机器人是应用于农业生产过程中的人工智能机器人，也是全球农业装备的竞争焦点。工业和信息化部等十七部门印发的《“机器人+”应用行动实施方案》提出，加快农林牧渔业基础设施和生产装备智能化改造，推动机器人与农业种植、养殖、林业、渔业生产深度融合，支撑智慧农业发展。

　　作为农业大国，我国的农业机器人产业自20世纪90年代起步后，市场规模不断增长，产品应用日益广泛、技术体系逐步完善。专家表示，在各地高校师生的科研攻关下，我国农业机器人从一般性的自动化设备向有高度智能的机器人方向转变的步伐不断加快。

种类更多样、本领更高强，农业机器人“显身手”

　　近日，浙江农林大学师生研发出一种新型的折展式林果采收一体机，适用于10多种不同类型的林果采收，不仅能大大提高采摘林果的自动化程度，还可减轻采摘负担，增加林果采摘效率，减少对果皮的损害及对树枝的破坏。

　　这是由该校钱孟波教授及其指导的学生团队经过近3年攻关研发出的新设备。实测证实，一台折展式倒伞型林果收集装置效率可替代20个果农，一台采收一体机工作效率相当于48个果农。

　　“这款机器人以六连杆折展单元构成的倒伞型折展机构作为果实收集装置，无需人工操控，通过相关程序进行控制。”团队学生负责人郑恒意说，该设备通过震动机构对二级树干进行摇动，使果实自然脱落至倒伞收集器中，再经由机构中心的漏斗槽，将果实顺利导入收集箱，从而实现了采收的全程自动化。

　　事实上，国内不同种类的采摘机器人还有很多，不管是瓜果、茶叶嫩芽，还是蘑菇这样柔软的作物……都难不倒采摘机器人的一双“巧手”。

　　近日，随着浙江杭州明前西湖龙井茶开采，多台具备AI视觉识别、机械臂采摘等功能的智能采茶机器人“上班”采新茶。4条机械臂所过之处，只留下茶叶梗，机器的块头虽大，却能完成毫米级作业任务。这是由浙江理工大学农业机器人与装备创新团队研发的智能采茶机器人。

　　经过5年左右的迭代升级，智能采茶机器人已经更新到第六代。通过AI图像识别和人工智能算法，它能够精准识别茶叶嫩芽并进行采摘。从2支机械臂增加到4支机械臂、从2台固定识别相机减少到1台移动识别相机，采茶效率比上一代提高了50%，一台机器能够替代1.5个人工，一天可采摘干茶1.5斤。

　　“事实上去年研发的第五代智能采茶机器人的采摘质量已经符合中端龙井茶的标准。今年的攻克点主要是围绕提效降本。”浙江理工大学机械工程学院副教授贾江鸣表示。

　　从现场看，采茶机器人运行得非常顺畅，新增的两只“手”和少了的一只“眼”，丝毫不影响其灵活程度。但升级之路远比看着艰难，过程中团队遇到了许多技术难点。贾江鸣解释：“原来两台相机一台负责一边，不存在误差。现在采用一台移动的相机，一方面存在误差，另一方面不同角度看茶叶的形态不一样，解决这个‘精度’问题我们花了三四个月时间。机械臂也是一样，原来一个负责一边，现在是4个机械臂，如何统筹协调，避免‘打架’，需要我们在实验中不断调试。”

　　近年来，像采摘机器人这样的农业机器人，被各高校越来越多地研制出来，并应用在了农业生产过程中，且根据不同的农作需求，农业机器人的功能也不尽相同：施肥机器人、喂食机器人、智慧养殖机器人……种类可谓五花八门。

　　中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员姜文来表示，在未来智慧农业中，农业机器人将发挥越来越大的作用，我国农业机器人具有广泛的需求和庞大的市场，发展潜力巨大。

科研创新、新兴技术支撑，推动机器人“智慧”升级

　　农业智能机器人和智能农机装备有何不同？中国农业科学院副院长孙坦指出，两者之间的区别在于农机装备解决的是“一致性的问题”，比如农机装备收割小麦时不会考虑每一株小麦的个体差异，而农业智能机器人却能解决“差异性与个体”的问题，能够应对更加复杂的作业对象。从机器人的性能来看，从一开始只能胜任单一的农业操作，到如今可以完成更复杂、更精细的农活，随着技术发展，农业机器人的本领更加高强、动作愈加灵活、应用场景也更加广泛。

　　工业机器人的经验能否迁移到农业领域？孙坦指出，这在事实上行不通，设计农业智能机器人的难度高于工业机器人。孙坦解释，因为工业机器人工作的工厂车间是标准化与结构化的封闭性室内场景，各种环境要素都是确定的、可控的。但农业环境可以说是最复杂的环境之一，是非结构化与非标准化的场景，具有不确定性。以摘苹果机器人为例，苹果生长地环境存在差异，苹果树形不一，苹果大小不同，苹果所处位置存在高低，有的可能被树叶隐藏，有的是坏果等，这些因素的不确定性，需要更复杂的技术程序来控制才能完成采摘。

　　在农业环境具有非标准化和不确定性的背景下，任何一类农业机器人的成功应用都离不开大量的科研创新和强大的技术支撑。近年来我国各高校坚持不懈、攻坚克难，从技术创新层面为更多农业智能机器人成果的应用提供了保障。同时，近年来，我国相关领域技术的快速发展，特别是5G、物联网、人工智能等新兴技术的进步，推动了农业智能机器人的迭代更新和智能化升级。

　　福建省农业科学院数字农业研究所近年来将5G与人工智能技术结合，研制推出了福建省首款5G人工智能农业机器人“小睿”，并不断迭代升级。从外观上看，“小睿”更接近“人”。它有着两个千万像素摄像头的“耳朵”，一双500万像素鱼眼摄像头的“眼睛”，头顶有二氧化碳、光合辐射、风速风力传感器，身上有温度、湿度传感器，能够实时感知和采集周围环境数据。通过轮式底盘行走、转身，“他”可以流畅地沿着栽培槽自动巡检、定点采集、自动转弯，能自主避障绕行，还可以自动返航充电。

　　除了类似人类的五官功能，“小睿”最强大的地方是它的智慧“大脑”——边缘计算主机和人工智能识别算法让他具备了一定的分析处理和判断能力，而5G通信技术则解决了数据传输的延时问题，提升了“小睿”对外界指令和状况的快速响应能力。

　　除了5G让农业机器人的“反应更快”，随着AI算力的大幅提升、人工神经网络模型的迭代进步，农业机器人的智能化水平也得以快速提升。例如，有高校研制出的有人工智能加持的巡检机器人，可以自主规划巡检路线并根据实际情况自行调整，机器视觉可以非常可靠地识别田埂、电杆、树木、土堆等信息，还可以自动建构地图，不再需要人工标注信息。

　　业内人士表示，当前农业机器人的发展正向手眼协同、人机协作、多机协同的趋势发展，研究领域从大宗农产品扩大到了特色作物，从传统农机的智能升级阶段转入新型作业执行器阶段，逐步实现生产环节全程自动化。这些趋势将推动农业机器人的快速发展，为农业产业发展提供新动力。

　　（本报综合整理）

　　《中国食品报》(2024年04月09日05版)

　　(责编：高娇娣)