當(dāng)擁有悠久歷史的農(nóng)業(yè)與具有新鮮活力的人工智能技術(shù)相結(jié)合，農(nóng)業(yè)就插上了“智慧”的翅膀。用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的機(jī)器人，正成為全球?qū)W界、產(chǎn)業(yè)界、行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，甚至有預(yù)測稱，AI+農(nóng)業(yè)將成為下一個(gè)投資熱點(diǎn)，甚至農(nóng)業(yè)元宇宙概念也正在受到熱議。

‘機(jī)器人’的定義最早來源于一位波蘭作家，波蘭語‘robot’是奴隸的意思，表示能干活而且有一定自主能力。但后來‘機(jī)器人’的概念內(nèi)涵發(fā)展很快。”中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江介紹。

趙春江印象很深刻，在去年的世界機(jī)器人大會上，他的主旨報(bào)告同樣是關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的，在前年的大會中，則穿插著一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的小賽事，關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的國際國內(nèi)的相關(guān)學(xué)術(shù)活動也越來越頻繁。

機(jī)器視覺和人工智能、運(yùn)動控制等越來越多的機(jī)器人技術(shù)正在應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。與其他機(jī)器人一樣，農(nóng)業(yè)機(jī)器人也由三大部分組成：感知部分、思考決策部分，以及末端執(zhí)行器。

根據(jù)趙春江今年所作的大會主旨報(bào)告，在全球范圍內(nèi)，成功得到商業(yè)化應(yīng)用的農(nóng)業(yè)機(jī)器人目前有三大類，分別是無人駕駛拖拉機(jī)、農(nóng)用無人機(jī)，以及擠奶機(jī)器人。

在國際上，美國、荷蘭、日本、德國、以色列等國都進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)器人相關(guān)研究。歐盟更是啟動了有38個(gè)單位參與的農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究項(xiàng)目，希望以此提高農(nóng)業(yè)競爭力。

我國農(nóng)業(yè)機(jī)器人與國際水平尚有差距

聚焦到中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，趙春江認(rèn)為，作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，機(jī)器人能夠一定程度解決人口老齡化、農(nóng)業(yè)從業(yè)人口逐年下降的現(xiàn)狀。不過，72%左右農(nóng)業(yè)機(jī)械化率中，多為傳統(tǒng)機(jī)械，缺乏人機(jī)交互、機(jī)務(wù)交互、機(jī)器間的交互，“智慧”水平有待提升。

我國農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)自上世紀(jì)90年代開始起步，目前圍繞自動駕駛拖拉機(jī)、小型農(nóng)業(yè)移動平臺、嫁接機(jī)器人、移栽機(jī)器人、插秧機(jī)器人、果實(shí)分揀機(jī)器人、采摘機(jī)器人、除草機(jī)器人等都有相應(yīng)研發(fā)。目前國內(nèi)最成熟的兩大領(lǐng)域是自動駕駛拖拉機(jī)和植保無人機(jī)兩類機(jī)器人。

但由于技術(shù)復(fù)雜、研發(fā)成本高昂等原因，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的高端機(jī)器人還很少見，在一些農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域與世界水平還有差距。如在機(jī)器人牧場，一臺機(jī)器人可為70頭奶牛擠奶，大大提高了生產(chǎn)效率。但擠奶機(jī)器人的技術(shù)非常復(fù)雜，歐洲一些國家對此擁有成熟技術(shù)，我國從“十三五”開始立項(xiàng)探索，現(xiàn)在仍然有待加大力度進(jìn)行研究。

在趙春江看來，與發(fā)達(dá)國家相比，我國在農(nóng)業(yè)機(jī)器人方面的差距，主要體現(xiàn)在四方面，第一農(nóng)藝與機(jī)器結(jié)合不夠緊密，第二機(jī)器人魯棒性、穩(wěn)定性不足，第三成本太高農(nóng)戶用不起，第四智能化程度特別是核心部件和核心算法需要提升。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展仍然有限

盡管全球各地的農(nóng)業(yè)機(jī)器人科技型初創(chuàng)企業(yè)正如雨后春筍般地發(fā)展，但趙春江和以色列古里安大學(xué)教授Yael Edan不約而同地表示，農(nóng)業(yè)機(jī)器人方面仍處于相當(dāng)有限的水平，要想達(dá)到很高的智慧農(nóng)業(yè)水平，將機(jī)器技術(shù)與人類的知識、決策和協(xié)作與傳感器集成在一起，仍面臨挑戰(zhàn)。

“主要是由于農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，農(nóng)業(yè)環(huán)境可稱為最復(fù)雜的環(huán)境之一，它是非結(jié)構(gòu)化的，因此難以預(yù)先建模，不同農(nóng)田之間區(qū)別明顯，南北方的田地大相徑庭，即使是北方的不同田地間也會有所不同。”Edan指向自己說，“和我一樣，作物也要面臨晴天或陰天的變化，溫度、濕度、污垢灰塵等環(huán)境因素都會發(fā)生瞬時(shí)變化。”