到2050年，人口或許將逼近100億，但是，地球還是那麼大。也就是說，相同的土地面積要養活更多的人。再加上全球變暖、隨之而來的淡水缺乏等等諸多狀況，人類還能不能養活自己？

真正智慧的機器人以及機器學習演算法，或許會帶來一場綠色革命，讓人們在這個日益有限的星球上養活自己。想象一下，可以自動探測乾旱圖樣的衛星，識別並殺死感染疾病的植物的拖拉機，和告訴農民哪種疾病感染作物的人工智慧手機應用…… 農業的未來掌握在機器的手中。

農業機器人

農業機器人是一種以農產品為操作物件、兼有人類部分資訊感知和四肢行動功能、可重複程式設計的柔性自動化或半自動化裝置。它能減輕勞動強度, 解決勞動力不足,提高勞動生產率和作業質量, 防止農藥、化肥等對人體的傷害。目前，農業機器人已 有了很大發展，機器人可以取代人工進行一定的農業活動，如田間及溫室噴灑農藥，部分作物收穫及分選作業，以及一些人類完成有困難的工作，如高處採摘等。農業機器人的廣泛使用，將會極大地改變傳統農業的勞作模式。

同工業機器人相比，農業機器人的特點：

農業機器人大都針對農業生產某一環節，功能單一，利用率較低，所以使用成本高。

農業機器人的作業環境多變。因此，農業機器人需要比工業機器人有具有更強的環境適應能力，並且能夠在不同環境中智慧化地完成任務。

由於農作物的特殊性，農業機器人必須能適應不同農作物，並且進行柔性處理。

農業機器人的使用物件是農民。一方面，農民不具備較高的機械電子知識水平，所以農業機器人必須操作簡單、可靠；另一方面，農業機器人的價格不能超出一般農民的承受能力。

農業機器人的分類：

一類是行走系列，主要用於在大面積農田中進行作業；另一類機械手系列，主要用於在溫室或植物工場中進行作業。

農業機器人推廣與普及的主要瓶頸:

農業機器人的製造成本

目前研製出來的農業機器人大都只針對農業生產某一環節的某一項作業而言，農業生產的特徵之一是季節性強，造成了農業機器人的使用效率低，間接地增加了農業機器人的成本。其價效比不能滿足市場的需要，成為制約農業機器人商業化和進一步研究應用的瓶頸問題。由於只有當農業機器人的生產成本低於人工收穫成本時, 農業機器人才能得到推廣，這無疑對農業機器人的成本控制提出了較高的要求。

農業機器人智慧化程度問題

同工業機器人或者其他領域機器人相比，農業機器人工作環境多變，以非結構環境為主，工作任務具有極大的挑戰性。因此，農業機器人對智慧化程度的要求比較高。現階段農業工程領域的專家紛紛把研究重心從機械部分轉向機器視覺、人工智慧方面，力圖解決農業機器人的智慧問題。從目前的技術水平來看，在自動導航、視覺辨識定位等方面已有成熟的解決方案，但總的來講，目前智慧系統的發展還不夠完善，很多工無法由農業機器人單獨完成；另一方面，即使具備了相當的智慧，開發難度和應用推廣還是一個難關。

歐美日與中國農業機器人發展情況對比

拖拉機的電動化

根據IDTechEx的報告，2016年配備自動駕駛和導航的拖拉機共銷售30多萬臺。領先的歐洲和美國農業機械公司已經推出了完全自主的無人駕駛和無牽引車的原型車，配備GPS導航轉向和感測器，包括雷達，鐳射和光成像，檢測和測距（鐳射雷達）。

無人駕駛技術將使得農機可以24小時不間斷地進行播種、種植和耕作等工作。據英國農民聯盟2017年2月的報告，2020年初英國農場將同時使用油電混合動力和電池電動拖拉機。英國哈珀亞當斯大學工程主管，國家精細農業中心主任（NCPF）Simon Blackmore教授表示，大型拖拉機在大型農場裡效率更高，而小型電動移動機器人為中小型農場提高生產率帶來了更大可能。他預測，“20年內，機器人將徹底變革農業生產。”

輕型農業機器人可以部分晝夜、不論天氣好壞連續工作，還可以收集和傳送關於田間和作物狀況，發現疾病或寄生蟲和噴灑農藥的實時資料。未來，小型拖拉機和機器人可以透過雲計算方式在“群眾”中共同工作，並提供多種服務，從除草，種植和施肥到採收和包裝食品。

對於農業機器人的研發，日本是走在世界前列的，因為日本率先面臨人口減少和老齡化問題。在此背景下，日本大力研發農業機器人，此前曾研製出了機器人拖拉機，它可以與人乘坐操作的拖拉機同時進行作業，而效率是後者的1.5倍。利用衛星測定位置資訊，可以確保拖拉機移動誤差範圍在10釐米之內。近期又研製出無人駕駛拖拉機。據悉，除了拖拉機之外，日本還將研製機器人版的聯合收割機和插秧機。

而美國研製的施肥機器人會從不同土壤的實際情況出發，進行適量施肥。它的準確計算合理地減少了施肥的總量，降低了農業成本。而且由於施肥科學，使地下水質得以改善。德國的大田除草機器人基於計算機、全球定位系統(GPS)和靈巧的多用途拖拉機綜合技術可以達到準確施藥。英國的菜田除草機器人利用攝像機掃描和計算機影象分析來進行除草，它可以全天候連續作業，除草時不會破壞土壤。希爾索農機研究所研製出了一款可以高速採摘蘑菇的機器人，它的採摘效率是人工採摘的兩倍，這款機器人透過視覺影象分析軟體來識別蘑菇的數量和等級，然後用紅外線測距儀測定蘑菇的高度，再由真空吸柄根據計算得出的具體情況確定需要彎曲和扭轉的力度，從而自動完成蘑菇採摘。西班牙的採摘柑桔機器人憑一臺裝有計算機的拖拉機、一套光學視覺系統和一個機械手組成，能夠從桔子的大小、形狀和顏色判斷其是否成熟，決定最佳採摘時間，其速度是人工的7倍之多。澳洲科學家研製的放牧機器人使用了2D、3D感應器和全球定位系統，透過識別牛群的運動速度，機器人運算出最佳驅趕距離，然後不斷趕著牛群在一個大圈子裡移動。諸如此類的機器人在國外可謂是遍地開花，而中國對於機器人的研究相比國外，在技術和投資方面均顯落後。據瞭解，20世紀90年代中期，中國才開始農業機器人技術的研發。直到工業化、城鎮化和現代化的快速發展，農用機器人的研發範圍才逐步擴大。目前，農業機器人已經能完成播種、種植、耕作、採摘、收割、除草、分選以及包裝等工作，主要應用於無人駕駛拖拉機、無人機、物料管理、播種和森林管理、土壤管理、牧業管理和動物管理等。

中國的共享噴藥機器人

由於打農藥費時費力，還對身體不好，所以在山東德州，出現了共享噴藥機器人。掃碼、交押金、開鎖，在德州，按照這幾個步驟，農民可以使用共享噴藥機器人。這種共享方式能夠幫農業機器人公司實現資金的快速回轉和發揮產品的最大價值，實現新舊動能的轉換，並幫助農民、有效節約成本、提高產量。

中國無人機將被納入國家農機補貼目錄

國家已經真正開始重視植保無人機在農業領域發揮的功能和作用，是個重大利好。據農業部統計資料，截至2016年6月，中國農用無人機保有量是4890架；2015年底，中國農用無人機保有量為2324架。2015年真正做植保的農用無人機並不多，2016年，農用無人機才真正承擔起了農業植保作業的任務，但發展速度非常快。行業資料顯示，中國每年病蟲害防治面積近90億畝次，植保無人機在國內的潛在應用市場非常廣闊。

中國農業大學研製的摘黃瓜機器人

中國農業大學研製的摘黃瓜機器人利用多感測器融合技術，對採摘物件的成熟度進行判別，並確定收貨目標，引導機械手來抓取黃瓜，再用刀片切割瓜藤；嫁接機器人實現了營養缽苗的供苗、切苗、嫁接和排苗的自動化作業，可廣泛用於黃瓜、西瓜、甜瓜等菜苗的嫁接；北京農林科學院研發的草莓採摘機器人可以自主搜尋、識別和採摘成熟草莓果實，不僅可為草莓採摘降低人工成本，還可減輕工作強度。

資料預測：IDTechEx在2016年9月份的報道中說，農業機器人的市場容量已經達30億美元，2026年將增長到120億美元。報告補充說：“拖拉機牽引機器人和自主除草機器人將在增長中發揮重要作用”。今年早些時候，都柏林的研究與市場公司預測，未來十年農業機器人的銷售額將會更大，全球市場將以複合年均增長率（CAGR）11.9％的速度增長，到2025年，將達到286億美元。多個IEC技術委員會（TC）和小組委員會（SC）的標準化工作將支援農業機器人這個數十億美元的行業快速增長，其中歐洲、北美、澳洲和紐西蘭將是這些技術最大的採用者。有資料預測，到2021年，全球農業機器人的銷售量將超過1.4萬臺，銷售額將超過20億美元。由此看來，農業機器人領域大有可為。

對於智慧機器人在農業上的應用，農人君是看好的。主要是基於以下幾點：

第一、隨著人口步入老齡化，在農村務農的，現在基本都是50歲以上的人佔多數，而隨年齡的增長，勢必導致務農人員在體力上難以承受高強度的體力勞動，這將催生一批農業機械的發展。

第二、隨著近年來土地流轉的大規模推進，湧現出來越來越多的種植大戶和家庭農場，這些新型農業經營主體，從傳統的農戶手中把土地流轉過來，通常面積都在上百畝，甚至多的可能達幾千畝。這種規模化的經營，為農業機械的使用和普及創造了良好的外部條件。而且由於經營的面積較大，加上農業的季節性和生產時效性非常強，需要藉助更好的農業機械進行作業。比如種植水稻，一旦爆發了病蟲害，就需要在短時間內能夠將防治病蟲害的藥劑在全部田塊中完成噴灑，這時如果依靠人工作業，就需要非常多的人員，會導致成本大幅度提升。而如果採用農業機械，比如植保無人機進行作業，就能在短時間內完成作業要求，而且保持較低的成本。

第三、智慧化在農業領域很多情況更容易實施。比如以無人駕駛為例，在田間作業時，採用無人駕駛的農業機械，對機械的智慧化要求可以第一些，更容易實現。比如同樣是無人駕駛，在消費市場的汽車領域，對智慧化所需要的安全技術要求非常高，要達到商用水平需要攻克很多的技術難點，可能要求的事故發生率需要控制在幾百萬分之一這樣的機率級別，但要實現如此高的智慧化難度是非常高的。但是如果是農業機械，在滴天中作業空曠無人，即便偶爾發生故障，也不會對人生造成傷害，這樣對智慧化的要求會低一些，在技術上實現的難度會更小。

第四、智慧化農業機械，可以解決用工難和用工貴的問題。可以給經營者帶來更好的經濟效益，這也會促進智慧化農業機械的發展。

答題作者簡介：牛牪犇，農資記賬軟體“店管家”運營經理，“田管家”農產品交易平臺農技專家顧問

中國的農業現在面臨著很多發展過程中的技術瓶頸，網際網路，物聯網技術等等新鮮的名詞，在這個時再逐漸活躍起來，而農業這個傳統行業，能不能也被這些先進技術所改造，走進一個全新的時代，是一件讓全部農業人值得期待的事情。

首先來談一談，農業為什麼需要智慧機器人等這些先進的技術？現在中國的農業從業人員老齡化嚴重，以50到60歲的人群為主，等再過20年，誰來種地，這個問題將會越來越嚴重，那麼智慧機器人，就可以接下這個接力棒。現在中國的農業還以傳統分散農業為主，農業的生產成本就會比較高，無論是化肥，農藥等農資產品購買和使用，還是各項農事生產環節，都需要大量的人力來配合，這些都需要在未來用技術手段來代替。

那麼我們再來設想下，如果智慧機器人的技術成型，可以在農業中涉及的環節還是很多的。比如一些常規的農事管理，以番茄為例，在生產過程中，每週都需要繞秧打杈，而如果有了智慧機器人，就可以很完美的完成這項工作。再比如一些灌水施肥等操作，傳統農業是看天看地看莊稼，需要技術人員具有豐富的生產經驗，而如果有了智慧機器人，則就可以進行一些大資料分析，模型建立，有效的完成這些農事管理。

而如果想要將智慧機器人，和農業進行完美的結合，有很多技術是需要注意的，首先需要it人員和農業技術人員的有機融合，it人員能夠了解農業的需求，開發出真正適合於農業需求的產品。其次，要控制產品價格，如果一臺智慧機器人動輒幾萬幾十萬元，那麼在農業中，如果將進行廣泛的推廣，絕對不是一件容易的事情。還有就是要保障產品的穩定性，農業的生產條件比較惡劣，在大田中要面臨風吹雨曬，在設施中要面臨高溫高溼的環境，這些都對智慧機器人的質量有很嚴格的考驗。

機器人進入農業領域是必然的，工業自動化和農業自動化還有服務業自動化是今後經濟發展的趨勢，這是不可阻擋的。

全面自動化的發展過程伴隨著智慧化的發展，人類社會完成了全面自動化的過程，就是智慧化時代的到來。智慧化的發展也會從晶片、硬體的智慧化，到智慧化的軟硬體和人體結合再到和人腦結合的過程，人(腦)機合一的智慧化社會會給人類社會的發展帶來巨大改變。

從發展的趨勢看，農業自動化、智慧化的過程不論別人怎麼看，這都是要發展的。面朝黃土背朝天的農業時代會隨著這一過程的發生發展而得到徹底改變，自動化、智慧化、精細化等將會充分發展。或許你會看到大農場裡只有一個人甚至沒人，直接聯網自動操作。大樓農業(農業工廠化)也會得到發展，大資料、人工智慧的應用，對農業的升級起到了決定性作用。

智慧感測器的應用也會全面監測土壤墒情、農作物的營養狀況，智慧滴灌系統會徹底改變大水漫溉的農業基礎。緩釋肥料還有有機生物農藥的普及應用，也改變了化肥和農藥市場。

衛星也對農業自動化、智慧化的發展起到了推動作用。衛星對氣象的監測、衛星對農業自動化、智慧化的控制都是必不可少的。

無人機群的發展也對農業自動化還有智慧化起到了很大的作用。

隨著人工智慧的發展，農業自動化、智慧化必將迎來更大的發展！

我看好！