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      蘇州大學王蓬勃:全球農業機器人需求量超60萬臺

            發布時間:2025/1/17 8:36:00     瀏覽:107

      近年來,我國不斷加速農業機械化進程,提升現代農業發展水平。在這一過程中,農業機器人的引入和應用極大地改變了傳統耕作方式,為我國現代農業發展注入了新活力。

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      農業機器人作為智慧農業的重要組成部分,推動了農業現代化的進程,在解決勞動力短缺問題上發揮了重要作用,并顯著提升生產效率,增加農業產出。

      除了糧食作物,農業機器人在棉花等高經濟價值作物的種植和管理中也發揮著重要作用,可以替代人工進行精細作業,提高作業質量。此外,農業機器人的應用促進了鄉村振興和產業升級。

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      農業機器人推動智慧農業發展

      近年來,隨著國家對農業發展的重視,農業智能裝備和農業機器人開始得到支持。新一代人工智能發展規劃中,提出了農業智能傳感、智能農場、智能化植物工廠和智慧牧場等概念。

      2021年,《“十四五”全國農業機械化發展規劃》提出了發展高端農機裝備(農業機器人)。在工業和信息化部等十七部門聯合印發的《“機器人+”應用行動實施方案》中,進一步具體化了農業機器人應用場景。大量政策的頒布,讓農業機器人的發展進入“快車道”。

      蘇州大學王蓬勃教授介紹,農業機器人具有作業標準化和自動化的顯著特點,在傳統機械化的基礎上,融合了傳感器技術、自動控制技術、機器視覺技術,以及AI等前沿技術,這使得農業機器人能夠在非結構化的農業作業環境中高效工作。

      通過自動化和智能化升級,傳統農業裝備得到了顯著改進。這包括拖拉機、收割機、插秧機等,通過集成自主導航系統,在直線作業中實現了輔助定位和輔助駕駛功能,進一步的升級將使農機裝備從輔助駕駛向真正的無人駕駛轉變,從傳統農機裝備向農業機器人演進。

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      圖1 應用于果園場景的噴霧、采摘機器人

      農業機器人大致分為大田生產農業機器人、設施農業機器人和農產品加工機器人,其中又包括施肥機器人、耕耘機器人、除草機器人、噴藥機器人、蔬菜嫁接機器人、收割機器人、采摘機器人等細分領域。

      設施種植中,營養栽培和無土栽培技術的應用催生了新的管理機器人,在果園作業中,除草、開溝等環節也展現出不同的需求,在畜牧養殖方面,也出現了專門用于清潔、飼料投喂、擠奶、放牧等任務的專用機器人。水產養殖方面,涉及水體監測、魚群監測等,也使用了專門的機器人。這些應用場景的多樣性和復雜性決定了農業機器人具有多樣性和復雜性。

               全球農業機器人發展迅猛

      自20世紀80年代開始,一些國家開始致力于農業機器人的研發工作,相繼研制出了施肥、除草、嫁接、扦插、移栽和采摘等多種農業生產機器人,并逐漸商業化應用。
      從全球農業機器人應用場景方面,各國有所不同。尤其在歐洲和美國,因農業場景不同,技術應用也有所區別。例如,美國和部分歐洲國家,由于采用大規模農業模式,更注重導航和無人駕駛技術。歐洲和日本等國家和地區則更注重中小型農機和設施果園機械的發展。荷蘭和以色列在蔬菜種植的除草和收獲技術應用廣泛,歐盟對除草劑的限制促進了除草機器人和相關初創企業的發展。同時,針對番茄、蘋果和葡萄等果蔬的收獲,也有眾多機器人產品正在研發中。
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      2 應用于溫室場景的采摘、巡檢機器人
      從全球農業機器人發展來看,我國在感知導航、智能決策、操作執行和系統集成的技術和產品等方面,與國際先進水平處于持平狀態。大型農業機器人在自動駕駛和智能化方面進展較快,但除草、采摘和精準噴藥等技術問題尚未完全解決,目前主要由初創企業推動。田間和果園機器人技術,草莓種植機器人等取得進展,但這些技術仍處于示范階段,大規模應用面臨高成本和人工替代問題,尚未找到理想解決方案。
      王蓬勃介紹,全球農業機器人市場價值預計高達數百億美元,涵蓋多個細分領域,包括機器人技術、無人駕駛拖拉機和無人機等在內,預計總需求量超60萬臺。然而,中國在全球農業機器人市場的份額較低,主要原因在于技術尚未完全成熟。他表示,未來幾年,中國的田間作業機器人和果園作業機器人有望實現快速發展,并在同級別技術產品的成本上展現出更強的競爭力。

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      市場化推動成果轉化落地

      中國農業機器人發展初期,技術成果主要集中在高校和科研院校。王蓬勃指出,中國農業大學、南京農業大學等傳統農業院校,以及哈爾濱工業大學、蘇州大學等非傳統農業院校,都在積極尋求應用場景,實現農業機器人的研發、轉化。
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      3 割草機器人
      以蘇州大學為例,他表示:“經過快速多次迭代,從最初的工業相機、高性能伺服電機、機械臂,發展到現在采用成熟的智能相機、協作機器人機械臂,已實現在標準化種植環境中的番茄、草莓等自動化采摘。此外,科研院所也是推動農業機器人進步的重要力量,包括國家農業信息化工程技術研究中心、中國農業機械化科學研究院等。
      相比于高校、科研院所,企業成果落地轉化的速度則更快,特別是獲得資本支持后,能夠迅速集結人才,進行有針對性的高強度研發工作,加速成果轉化效率,如無人機領域的大疆,導航定位領域的思嵐科技、豐疆智能等。同時,農業機器人初創企業逐漸增多,如蘇州博田、嵐江科技、緯爾科技、偉景智能、點甜科技、喬戈里科技等。

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      4 草莓采摘機器人

      目前,大部分農業機器人的技術、產品仍然處于示范應用階段,尚未達到規模化應用水平。王蓬勃表示,未來,農業機器人將與傳統農機深度融合,其重點研究方向將集中于育種、除草、畜牧,以及果園、丘陵、山地作業機器人的研發和形成全機器人化的農業解決方案上

      技術不斷發展,農業機器人標準化工作亦同步推動。在規范行業業態的同時,也為行業發展提供了參考。目前,一些國家和地方團體標準已經實施,包括“無人農場水稻生產技術規范”等。隨著農業組織形態的變化,傳統的一家一戶耕作模式逐漸消失,家庭農場、農業合作社、農業種植基地開始涌現。因此,在規模化種植場景中具有極大優勢的農業機器人,需求更加旺盛、更加迫切。

       

       

       轉載來源:《機器人產業》 雜志

       

       


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