【未来农业】中国工程院院士，国家农业信息化工程技术研究中心主任 赵春江：《农业机器人现状与展望》

赵春江院士演讲《农业机器人现状与展望》

2024年9月21日，中国工程院院士，国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江以《农业机器人现状与展望》为主题发表演讲。

在报告中，赵春江院士将从三个方面为大家介绍农业机器人发展的背景、现状以及未来展望。随着全球人口的不断增长和对食物需求的持续扩大，农业机器人作为智慧农业的重要组成部分，正逐步成为解决农业生产中人力不足和效率提升的关键。

一、农业机器人产业需求背景

中国拥有14亿人口，而全球人口预计在本世纪末将达到100亿。如此庞大的人口基数对食物的需求是巨大的。然而，从事农业生产的人员却在不断减少，同时农业生产环境复杂，工作条件艰苦，又脏又累，这使得农业劳动力的短缺问题日益突出。为了应对这一挑战，农业机器人应运而生，成为未来农业生产的重要力量。

从布瑞克发布的农业数据来看，中国农业从业人员的比例从1991年的61%下降到现在的20%几，下降了40%。全球范围内也呈现出同样的趋势。因此，依靠机器进行农业生产成为大势所趋。

二、农业机器人的现状

随着科技的进步，特别是人工智能和机器人技术的发展，农业机器人已经取得了显著的进展。目前，全球已经研发出了各种农业机器人，包括在大田中除草、种植、施肥、施药的机器人，以及无人驾驶的大型农机等。

这些机器人大体上可以分为感知、决策和执行三大部分。虽然说起来简单，但做起来却非常困难。以施药机器人为例，它需要进行目标识别、跟踪和控制，以及路径规划和具体操作机构的设计。而除草机器人则需要在复杂的环境中准确区分苗和草，这对机器视觉和感知技术提出了很高的要求。

在采摘方面，由于农产品的结构复杂，空间位置、颜色纹理和光照条件都各不相同，这使得采摘机器人的研发尤为困难。然而，采摘机器人却是最具实用价值的农业机器人之一。我们团队研发的番茄和草莓采摘机器人已经取得了初步的成果，并在实际生产中得到了应用。

三、农业机器人的未来展望

尽管农业机器人已经取得了显著的进展，但目前仍存在许多问题，如复杂环境下的感知不精准、动态环境下的协调困难、末端执行器操作不灵巧以及效率问题等。这些问题都需要在未来的研究中得到解决。

赵春江院士表示，未来三五年，我们相信专用农业机器人将实现大面积商业化的应用。这包括在复杂环境下的精准感知技术、手眼脚脑协调问题的解决以及采摘机械臂的设计等方面的技术突破。

赵春江院士推测，在未来5至20年，农业机器人将呈现出以下发展趋势：

一是通用农业机器人的一机多用，能够适应多种农业生产场景；

二是多机协同作业，提高生产效率；

三是云边端整个作业系统的形成，实现远程智能控制和优化。

为了实现这些目标，研究人员需要加强农业机器人的创新研究，引入新的技术，特别是材料科学等方面的技术。同时，研究人员还需要构建一个包括智能感知、决策控制、灵巧执行和自主移动在内的技术矩阵图，最终集成一个完整的机器人作业系统。

总之，农业机器人作为未来农业发展的重要方向，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。展望未来，农业机器人将成为农业生产中不可或缺的一部分，为人类的粮食安全和可持续发展做出重要贡献。

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