农业机器人离我们有多远

56独家策划FARM MACHINERY 2015.09 责任编辑杨洪博那 么，农 业 机 器 人 至少也 应 该 接 近 这 样 的 吧 但是农业机器人似乎并没有这么科幻。在第三届中国农机高端论坛上，中国农业大学工学院张铁中教授作了题为农业机器人离我们有多 远 的 演 讲 ，告 诉 我 们 农 业 机 器 人 是 什 么 样 的 ，以及，为什么说，现在到了发展农业机器人的关键时刻。并不是有胳膊有腿的机器“人”农业机器人，本质上，还是个械化的问题。毛主席很早以前就有一个论断农业的根本出路在于机械化。这个论断到现在也不过时。党的十八大提出了新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化的目标任务，就我个人的感受来讲，农业现代化是国家现代化的基础。农业现代化包括很多内容，有种植作业、经营管理、加工储运、流通销售等各个环节。实现农业机械化、自动化、智能化，概括起来就是要实现6个字，高效、优质、省力。那 么，农 业 机 器 人，虽 说 听 起 来 好 像 有 点 神秘，其实就是融合了机械技术、自动控制技术和图像处理技术等，能够进行农业相关作业自动化的机械或装置，并不一定是要像人一样有胳膊有农业机器人离我们有多远● 中国农业大学工学院教授 张铁中 整 理 丨杨洪博农业机器人，听上去似乎是离我们很遥远的东西，然而，中国农业大学张铁中教授却说，现在是发展农业机器人的一个最好的时机。这究竟是怎么回事在我们印象中，机器人应该是这个样子腿的机器人。中日机械化历史对比拿农机化搞得比较好的邻国日本举例，日本在二战结束后，农业生产水平和新中国刚刚成立时其实差不多。19451955年，日本开始发展小型农机具 ，手 扶、耕 整 、脱 粒 等 ；到 了 二十 世 纪 六 七 十 年代，发展小型拖拉机、收割机、割晒机、烘干机等；八十年代发展一些大型的拖拉机、收割机，还有一些烘干中心；到了九十年代，开展了一些蔬菜、园艺、农产品加工的机械化进程。1962年，日本实施农业机械化促进法，正是在日本经济起飞的前端。再来看看我国，19491980年，处于创建起步阶段。在这一阶段，我们从无到有，制定了发展目标、方针政策、进行了农具改革、成立了农机站、建立了农机体系等等，发展还是相对较快的。从19811995年，进入了体制转换阶段，家庭联产承包责任制实施，农机减少投入，这时是以单个农民为主体，发展一些小型农机。到了19962003年，随着经济的发展和经济活力的不断增长，大量农民外出务工，农业生产出现劳力短缺，跨区作业出现，农机高效增长。2004年，农机化促进法实施，购机补贴等一系列促进政策出台，DOI10.16167/ki.1000-9868.2015.17.00557独家策划FARM MACHINERY 2015.09责任编辑杨洪博农业机器人离我们有多远农机化进入大发展时期。纵观我国农业机械化的发展史，可以看到，管理体制机制上的发展和变化，尤其是到近些年出现了长足的进步。但从农机具角度，发展的脉络还不是很清晰。日本怎么搞农业机器人日本的水稻插秧机，在二十世纪80年代就已经相当完备了，它的操纵、显示、种箱里没有种子会报警、施肥的位置等，都可以进行调节，但如今，日本还在不断精益求精地进行改进。同时，日本3大厂家之间的竞争也是非常激烈的，他们千方百计地推销自己的产品、巩固自己的用户、搞好自己的服务、扩大自己的影响，这对他们的发展其实也起到了一个比较好的促进作用。日本的机器人系统最早搞的是水果的分选分级，比如柑橘、西红柿、马铃薯、青椒、茄子等，做了一系列的自动分选、包装、装箱，一直到运输销售。另外，还做了一套检测分级的机器系统，比如鸡蛋的清洗、有裂纹鸡蛋的挑选、血丝的识别，到包装，效率非常高。日本的果实采摘也做得比较早，比如西红柿、甘蓝、葡萄、茄子等的采收机器。发展农业机器人的时机已经成熟现在已经到了可以大力发展农业机器人及其 技术 的 时候了。一是社会条件比较成熟，城镇化进程加快，人口老龄化速度在加快，劳动力短缺；二是技术条件，计算机、传感器、互联网、卫星定位，这些技术为农业机械的研究和应用提供了前所未有的技术可能；三是中国制造迈向中国创造，中国制造2025的提出，营造了良好的外部环境。而发展农业机器人，要达到的目的还是上面3 个 词 ，高 效、优 质 、省 力 以作业数量多、劳动量大操作精细、生产收益高的作物和作业为切入点，将先进性、实用性、经济性紧密结合，以此来发展我们的农业机器人技术和智能化农业装备。从哪几个方面入手将农业机器人简单做一分类，可分为嫁接机器人、采摘机器人、自动导航作业机器人、植保机器人、加工处理机器人、分选分级机器人、组培繁育机器人等。下面，着重讲一讲嫁接机器人和采摘机器人。嫁接的主要作用是抗病增产，机械嫁接可以省去刀片的使用，让工作效率更高，并大幅降低劳动强度。采摘方面，以草莓为例，它的经济价值高，但采摘过程非常劳累。草莓盛果期，1亩（1亩1/15 hm2）草莓每天有成熟果实150～200 kg；两个劳动力一天需工作10小时左右才能采摘完。采摘时要一直低头、弯腰，十分辛苦和劳累，果农易患腰肌劳损。草莓采摘机器人通过图像技术，指挥机械手进行采摘，省工省力。目前中国农业大学已经在自主采摘草莓果实的机器人研究方面取得了突破。随后，张铁中教授演示了草莓采摘机器人的视频，只见一只机械手十分灵活地抓取成熟的草莓，并合理避免了草莓损失，也能够避开尚未成熟的草莓，令人大开眼界。张铁中教授草莓采摘机器人