CAAI智库丨赵春江：农业机器人展望——从小众方向到时代崛起

文 | 原刊于中国人工智能学会通讯

文 | 2019年第9卷第01期

图 | 源自网络

过去农业机器人很少，因为那时大部分是传统农业。现在特别是人工智能发展以后，农业机器人成为世界上非常热的一个点。所以我报告的副标题是从小众方向到时代崛起。

农业机器人与工业机器人一样，其工作过程包括信息感知、路径规划和自主作业。农业机器人在机器人家族中，过去基本没有什么地位。传统机器人分类包括工业机器人和特种机器人，而农业机器人被分类到特种机器人。实际上，农业机器人是很大的家族，按应用领域分类，包括大田作业的无人拖拉机、锄草机器人等，还有设施温室里用的嫁接、移栽机器人，动物养殖中自动饲喂机器人、自动巡检机器人等。由于农业生产类型多样，过程复杂， 导致农业机器人具有多样性特点。随着农业劳动力成本的大幅度提高，人工智能和新材料技术的快速发展，机器人关键部件性价比大幅度提升，我们有理由相信农业机器人在农业生产中将大有作为，预计到2024 年全球将有 70~100 万台农业机器人在田间工作。国际上对农业机器人高度关注， 锄草机器人曾刊登于 2007 年《时代周刊》封面；美国卡内基梅隆大学国家机器人实验室，研究了一款田间移动巡查农业机器人，可以在田间不间断自动收集高粱作物的表型信息，为作物表型组学研究提供了有效的技术手段。

农业机器人离我们多远？我国是个农业大国，随着城镇化发展，农村劳动力短缺，农村劳力老龄化问题日益凸显，土地流转规模化经营，对农业机器人有重大需求，机器换人是大趋势，通过农业机器人创新发展，未来农业机器人一定离我们越来越近。

农业机器人研发面临很多困难和挑战。农业机器人的工作场景具有复杂的非结构化特点， 导致目标识别、定位、路径规划也是非常困难的。农业机器人作业对象的生物特性，要求机器人执行机构具有柔性设计，如机器人采摘水果时，不能硬性夹持，以防破坏水果外观的商品品质。未来农业机器人发展的路线是，先简单后复杂， 逐步向自主无人系统发展。今后农业机器人要加强新技术研究，如提高农业机器人感知和决策能力的深度学习技术、提高执行能力的触觉反馈技术、提高作业效率的人机共融技术等。

让我们共同努力，迎接农业机器人新时代的到来。

作者简介

赵春江

中国工程院院士，国家农业信息化工程技术研究中心主任。国家农业智能装备工程技术研究中心首席专家，农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室主任，农业部农业信息技术重点实验室主任。CAAI Fellow，中国人工智能学会常务理事、智能农业专业委员会主任，中国农业工程学会副理事长，中国农机学会副理事长，国际精准农业学会中国首席代表。主要从事农业智能系统与精准农业技术装备研究。