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1、—390—江苏农业科学2010年第2期易中懿,胡志超.农业机器人概况与发展[J].江苏农业科学,2010(2):390-393.农业机器人概况与发展易中懿,胡志超(农业部南京农业机械化研究所,江苏南京210014)摘要:农业机械化水平是一个国家农业现代化水平的重要标志,而农业机器人技术则更能反映一个国家的农业机械化科技创新水平。随着国家不断加大我国农业机械化发展扶持力度,农业机器人也必将成为中国未来农业技术装备研发的重要内容。本研究在解析农业机器人类型、特点以及关键技术的基础上,论述了目前国内外农业机器人的研发概况及存在问题,并就农业机器
2、人研发重点与要点提出了建议。关键词:农业机器人;智能化;研发概况;关键技术;研发要点中图分类号:S232.7文献标志码:A文章编号:1002-1302(2010)02-0390-04农业机器人是一种以完成农业生产任务为主要目的、兼要结构均包括五官、头脑、神经、手脚和心脏等部分;但农业机有人类四肢行动、部分信息感知和可重复编程功能的柔性自器人与工业机器人相比又有如下明显不同。动化或半自动化设备,集传感技术、监测技术、人工智能技术、(1)作业对象的娇嫩和复杂性。农业机器人一般须同时通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科实现作业
3、和移动,工作时具有特定位置和范围,作业对象形状学技术于一身,在提高农业生产力,改变农业生产模式,解决复杂,相互之间生长发育差异很大,要求其必须灵活处理,实劳动力不足,实现农业的规模化、多样化、精准化等方面显示现合理避障,降低损失率。出极大的优越性。它可以改善农业生产环境,防止农药、化肥(2)作业环境的易变性和难预测性。时间和空间的变化对人体造成危害,实现农业的工厂化生产。因此,如果说农业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,那么农适应能力,在视觉、推理和判断等方面具有非常高的智能
4、。业机器人技术则更能反映一个国家的农业机械化科技创新水(3)使用对象和价格的特殊性。使用者是农民,需要农平。农业机器人的研发,早已成为发达国家科研的重要组成业机器人必须具有高可靠性和操作简单等特点。同时由于农部分。农业机器人因其作业对象和作业环境的复杂多变性,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。随定要尽可能的低,否则很难普及。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1.3主要结构与工作过程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现以温室收获机器人为例
5、,介绍农业机器人的主要结构[1]国未来农业技术装备研发的重要内容。笔者对农业机器人类和工作过程。Kanae等研制出樱桃收获机器人,结构如图1型、关键技术、存在问题及中国农业机器人未来研发重点内容所示,主要部件包括4自由度机械手、三维视觉传感器、末端等作简要探析,以期为我国农业机器人技术发展提供借鉴。执行器、计算机以及导轨装置。机械手设计成4轴关节式,其中1轴可上下移动,另外3轴可左右移动,具有4个自由度,1农业机器人简介该机械手可以在樱桃树干四周运动,确保末端执行器能够到1.1农业机器人的类型达树干四周进行采摘。三维视觉传感器安装在机械臂
6、b上,农业机器人种类繁多,按作业对象不同通常可分为以下可以随着机械手一起移动,从而可以从不同位置和方向对树4类:(1)可完成各种繁重体力劳动的农田机器人,如插秧、除干进行扫描,减小视觉死角。视觉传感器上装有红外和近红草及施肥、施药机器人等;(2)可实现蔬菜水果自动收获、分外激光二极管,实时扫描目标,获得图像并经过计算机处理选、分级等工作的果蔬机器人,如采摘苹果、采蘑菇、蔬菜嫁接后,识别果实所在方位和障碍物,并确定末端执行器的合理运机器人等;(3)可替代人养牲畜、挤牛奶、剪羊毛等工作的畜动轨迹进行摘果动作,有效避免碰撞障碍物。末端执行器运牧
7、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。1.2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,主收稿日期:2009-07-30基金项目:江苏省高技术研究计划(编号:BG2007340)。作者简介:易中懿(1964—),男,安徽金寨人,博士,研究员,博士生导师,研究方向:农业机械化技术与宏观发展政策。通信作者:胡志超,博士,研究员。E-mail:nfzhongzi@163.com。易中懿等:农业机器人概况与发展—391—动至果实所在位置后,真空
8、吸尘器通过管道向末端执行器提统和机器视觉系统来获得田间果实的重量、尺寸、颜色、外形、供一定的负压,将果实固定吸附在末端执行器的真空管口,末缺陷等果实品质指标,并记录产地、收获时间等相关信息,以
