程明进
（武汉轻工大学 湖北武汉 430023 ）
摘 要：农业这方面，这些年来的研究中心基本上就是农业机器人这一个新兴领域。劳动力集中型的工作，再加上时间上的硬性要求，劳动力问题成为一个十分棘手的问题。因为这种情况，所以农业机器人就自然而然的产生了。农业机器人使用的好处非常多，比如说可以提高劳动的生产率，解决劳动力的不足问题；优化农业的生产的整个大环境，防止农药和化肥等伤害人的身体；提高作业质量等。该文叙述了国内外农业机器人的一些类型，比较充分分析了国内农业机器人的研究现状及问题，并对其未来的发展和应用进行自己的一个期望。
关键词：农业机器人；国内外现状；期望
从我国大力开展农业以来，我国农业事业一片欣欣向荣，极大地提高了我国整体农业生产力水平。在知识要求非常的今天，科学技术是第一生产力在中国农业建设中将发挥举足轻重的作用。先进智能化技术与传统结合，降低了人工劳动作业程度，提高了劳动生产率，促进了农业的快速发展。
农业方面的机器人是在农业生产中的运用实验，是一种可以依靠不同程序软件进行调试，以适应不同种类的作业，能适应作物的不同种类或环境，有检测和推算等新一代无人的自己控制的机械。和工业方面的机器人所不同的是，是一种新奇的有非常多功能的农业机械。农业方面的机器人的大力运用，改变了整个传统的农业劳动层面，最主要的是减少了农民的所付出的劳动力，提升了整个现代化农业的发展，简直是一个巨大的飞跃。
1.农业机器人的关键技术
关于农业方面机器人的关键技术与相对优秀的其他方面的机器人相比较，它需要不断提高下面这些水平∶
（1）处理和识别技术。因为它是实现农作物生长环境调节、栽培、施肥等其他农业生产自动化必不可少的技术。不管何种农业生产方面的机器人，它要想的准确无误的工作，就必须要依赖于对作业对象的一个百分百的识别，几乎不能有一点错误出现。
（2）准确找出位置技术。对于不断移动的机器人来说，主要的问题就是构建一个机器人位置和行走轨迹的系统。我国现在主推的是北斗导航，以后必将是农业机器人在田间用于定位的主流大方向。
（3）有关生物方面的传感器技术。了解生物体的化学和声学等方面的特性，研制出新的生物方面的传感器，就一定能提高农业机器人工作的稳定性和改善机器人作业质量
（4）智能调制技术。因为农业产品特征有点复杂，要想运用数学来给出模型很困难，所以依靠模糊逻神经网络与智能模拟技术的自己学习功能十分必要。农业机器人可以在人工干预条件下，不停的开始学习，并把这些学习之后的成果进行记忆，形成自身处理特殊情况下的解答库。
2.农业机器人的研究现状
2.1国外研究现状
1.由于国家发展的程度不同，机器人刚开始和农业方面的发展实际上是不挂钩的。自20世纪之后，以日本首当其冲开始搞农业方面的机器人。2011年的时候，草莓采摘的机器人在日本出现。由高清摄像头 、机械臂等器件构成。首先利用CD摄像头计算位置和成熟度，之后用机械臂测量果梗的倾斜度，控制角度的采果手以采摘草莓。
2.北欧的科学家制出了除草机器人，可以使农民的劳动大大减少，而且还减少了除草剂的使用量。机器人也是通过摄像头来监视农田的变化，通过多种不同的参数来识别杂草外部特征，并通过GPS来定位位置。但杂草和庄稼的不能很好的辨别，还需要花费更多的时间来研究它。
3.在英国有科学家设计出了能够测量有关蘑菇位置，并且能够采摘蘑菇的机器人。这个机械手是由气动机构与电机旋转机构组合而成;为了避免把蘑菇伤害，这个夹持器是比较软的;机器人由CCD摄像头作为图像的传感器，它也是为了大小和位置而存在。其采摘速度为7个/s，而识别准确度69%.
2.2国内研究现状
机器人在我们自己国家来说的发展是比较晚的。农业机器人毫无疑问是机器人应用的一个特别重要的分支，因为我国长期以来对所独有的有关农业的习惯和文化水平的牵制，我们国家的农业机器人发展很难与世界上其他的发达国家所比较。"十一五"之后，随着国家的高度重视，我国的农业机械化才被提上日程，农业机器人以高效率、高精度、低强度、低能耗，显示了极度广阔的发展前景。但是机器人研究在我们国家来说一直处于发展阶段，可以说是比较一般。
(1) 果实采摘机器人的试验样机被中国农大率先研制出。果实识别和确定果柄位置这些方面的研究有很大的突破性进展，形成了机器人实验的平台，通过图像处理技术把果实来识别和定位，对果实的遮挡的部分依靠数学建模来分析。果实采摘机器人还是有很多需要进步的空间，如果实的识别率被得到提高，整体成本自然是下降趋势。
(2)双目视觉与DSP的农田障碍物检测与路径识别这个方法被西北农林大学使用，并建立了一个双目视觉的成像模型，障碍物是可以被查出的，又让我国农业机器人事业前进了一大步。
(3)南京林大通过团队的不懈努力也研发出了除草机器人，消除这个杂草的时候，经由视觉传感器把整个图像进行彻底的分析之后，除草药物将被涂抹在机械臂的切口处，保证了最大程度的利用药物，没有浪费，同时也达到了比较好的消除杂草的这个效果。
(4)上海交通大学的团队也研究出了有关草莓收获方面的机器人，果柄被检测到的概率大概有95%，草莓被定位效率可以达到2个/s，草莓的破损率大约只有3%不到。
3.农业机器人的发展趋势
农业机器人整个的发展趋势因为我国自动化方面在农业领域的不断深耕，也发生了翻天翻天覆地的变化。这些机器人依靠三维图像传感器来观测农作物的一个情况，根据作物的生长情况来控制施水和肥料的把控;大大节省了人力。科研院所对农业大力投入与支持，使得现有农业机器人可以适应这个变幻莫测的生产环境。我国农业这方面的机器人必须紧紧围绕农业生产这个实际问题，因为背后是一个13亿多的人民，生产收益高因该始终作为农业作业核心，把先进性和经济性坚实的结合起来，做到完全不可分割，研制出适合我国自己基本国情的机器人，最终实现产业化并大量量产，让我国新时代的农业又向前发展。农业机器人在技术发展方面主要有如下趋势∶
（1）多种模式识别。在未来的一些应用中，图像处理肯定是主要的信号处理方法，其他的识别方式只能是作为辅助，把整个农产品的采集和识别都提升一大截。
（2）智能算法的应用。 由于模糊控制的蓬勃发展，在农业生产这样难以建立合适的数学模型的产业，算法是可以的不断机器人的工作效率，实现效益最大化
（3）农业机器人的开放性。整个机器人的控制的系统应该是可以允许不同的专业人员对这个硬件与软件等部分进行再一次的创作的，并且也应该对农业方面的机器人作出一个模块化的设计，也应该根据不同的环境，为了适应不同的工作方面的要求，把农业生产效率提升上来
4.展望
由于现在农业重要地位的不断突显，农业机器人在未来一定是大势所趋，在未来一定会得到大力发展。目前农业机器人的发展被成本和智能化所制约，但这些在未来一定会得到克服，而且也会表现出很强的适应性。现在我国经济在快速发展，国家对推进农业现代化有着无比的决心，有理由相信在不久的将来农业机器人将是我国农业不可或缺的一部分
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