农业机器人发展概况.ppt

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1、农业机器人发展概况09机化一蒋利洋何阳硕张天柱周兴农业机器人农业机器人是一种以完成农业生产任务为主要目的、兼有人类四肢行动、部分信息感知和可重复编程功能的柔性自动化或半自动化设备，集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一身，在提高农业生产力，改变农业生产模式，解决劳动力不足，实现农业的规模化、多样化、精准化等方面显示出极大的优越性。它可以改善农业生产环境，防止农药、化肥对人体造成危害，实现农业的工厂化生产。因此，如果说农业机械化水平是一个国家农业现代化水平的重要标志，那么农业机器人技术则更能

2、反映一个国家的农业机械化科技创新水平。农业机器人的研发，早已成为发达国家科研的重要组成部分。农业机器人因其作业对象和作业环境的复杂多变性，决定了其较工业等领域机器人有着诸多不同和更高要求。随着中国农业劳动力结构性短缺问题日趋严重和国家不断加大对农业机械化发展的扶持力度，农业机器人技术必将成为中国未来农业技术装备研发的重要内容。农业机器人的作用归纳为以下几点:解除农业劳动力的不足替代人类从事脏、累、辛苦的劳动.替代人类从事机械式的单调劳动获得高品质、高附加值的农产品实现植物工厂内的无菌化生产吸引更多年轻的有识之士从事农业生产等。农业机器人的发展农业机器

3、人的发展大体上经历了三个时代20世纪80年代进行的研究第一代主要是利用工业机器人的技术来研究农业的机器人化，对收获、嫁接、移植、摘粒、喷药等作业进行了研究农业机器人的发展90年代后第二代关注农作业环境、作物栽培式样、作物物理特性等，努力使人一作物一机器人三者关系协调，使机器人适宜于农业作业。农业机器人的发展进入21世纪后第三时代高智能、高速度、低成本的农业机器人成为主攻方向。现代机器人本身集高、精、尖技术为一体，它可装备与人的眼耳鼻手以及脑等相似的多种传感器。机器人的所有这些特性都使得农业机器人将在农业生产过程信息化中扮演无可替代的重要角色。农业机器

4、人在农业生产过程中采集和记录的倍息农业机器人的类型农业机器人种类繁多，按作业对象不同通常可分为以下4类：(1)可完成各种繁重体力劳动的农田机器人，如插秧、除草及施肥、播种机器人等；(2)可实现蔬菜水果自动收获、分选、分级等工作的果蔬机器人，如采摘草莓、采蘑菇、蔬菜嫁接机器人等；(3)可替代人养牲畜、挤牛奶、剪羊毛等工作的畜牧机器人，如牧羊、喂奶及挤奶机器人等；(4)可代替人实现伐木、整枝、造林等工作的林木机器人，如林木球果采集、伐根清理机器人等。农业机器人的特点农业机器人与工业等领域的机器人有很多共同之处，主要结构均包括五官、头脑、神经、手脚和心脏

5、等部分；但农业机器人与工业机器人相比又有如下明显不同。(1)作业对象的娇嫩和复杂性。农业机器人一般须同时实现作业和移动，工作时具有特定位置和范围，作业对象形状复杂，相互之间生长发育差异很大，要求其必须灵活处理，实现合理避障，降低损失率。(2)作业环境的易变性和难预测性。时间和空间的变化导致作业对象生长环境的变化，要求农业机器人要有足够的适应能力，在视觉、推理和判断等方面具有非常高的智能。(3)使用对象和价格的特殊性。使用者是农民，需要农业机器人必须具有高可靠性和操作简单等特点。同时由于农业的弱质性和农民的弱势性，因此农业机器人的制造成本一定要尽可能的

6、低，否则很难普及。农业机器人的关键技术农业机器人是复杂的高智能化农业技术设备，集机、电、光等多学科高新技术于一体，面临的是非结构、不确定、难以预估的复杂工作环境和作业对象，关键技术主要包括以下几个方面。机器人智能化连续运动控制技术目标随机位置准确感知和机械手准确定位技术机械手抓取力度和形态控制技术复杂目标分类和智能控制技术恶劣环境适应技术中国农业机器人的研发概况中国的农业机器人研发起步晚、投资少、发展慢，与发达国家相比差距还很大，目前还处于起步阶段。20世纪90年代中期，国内才开始了农业机器人技术的研发。中国农业大学为中国大陆农业机器人技术早期研发单

7、位之一，研制出的自动嫁接机器人已成功进行了试验性嫁接生产，解决了蔬菜幼苗的柔嫩性、易损性和生长不一致性等难题，可用于黄瓜、西瓜、甜瓜等幼苗的嫁接，形成了具有自主知识产权的自动化嫁接技术。随后南京农业大学、东北林业大学等其他高校和科研院所也相继开展了相关研究，并且随着中国工业化、城镇化和现代化的快速发展，中国农业机器人的研发范围亦在逐步扩大，目前在耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收割机器人、采摘机器人等方面均有研发。此外，东北林业大学研制出林木球果采摘机器人，它的应用有望缓解我国的森林资源危机，改进我国的森林资源利用方式

8、。发达国家农业机器人的研发概况发达国家对农业机器人的研制起步早、投资大、发展快，这些国家农业规模化、多样化、