最(zui)近,由悉尼大學Sukkarieh教(jiao)授帶領的研究團隊開發(fa)出瓢蟲農(nong)(nong)場(chang)機器人(ren)。該機器人(ren)首(shou)次(ci)實地作業,在(zai)新南威爾士州一片(pian)種(zhong)(zhong)植洋蔥(cong),甜菜和菠(bo)蘿的農(nong)(nong)場(chang)上進行(xing)。Sukkarieh教(jiao)授稱(cheng),機器人(ren)能夠實現(xian)自動化驅動,在(zai)每(mei)列田地間自如(ru)運(yun)作。收(shou)集感應器數據,包括激光,攝像頭(tou),高光譜鏡頭(tou)等,通過提供有價值的信息(xi)幫助種(zhong)(zhong)植者們了解他們農(nong)(nong)場(chang)的作物狀(zhuang)態。
據(ju)了解,隨著近(jin)年來(lai)國內(nei)外對(dui)農(nong)業(ye)機(ji)器人研究(jiu)與開發的重(zhong)(zhong)視(shi),目(mu)前已(yi)研發出多種農(nong)業(ye)機(ji)器人。根(gen)據(ju)解決問題的側重(zhong)(zhong)點(dian)不同,農(nong)業(ye)機(ji)器人大(da)致可以分為兩類(lei):一類(lei)是行走系列農(nong)業(ye)機(ji)器人,主要用于在大(da)面積農(nong)田中(zhong)進(jin)行作業(ye);另一類(lei)機(ji)械手系列機(ji)器,主要用于在溫室或植物工(gong)場中(zhong)進(jin)行作業(ye)。
日本(ben)是農業機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)研(yan)(yan)究最(zui)早(zao)、同時也是市場(chang)發育(yu)最(zui)為(wei)成熟的國家之一。目前(qian),日本(ben)已研(yan)(yan)制出(chu)育(yu)苗機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、扦插(cha)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、嫁接(jie)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、番(fan)茄采摘(zhai)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、葡萄采摘(zhai)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、黃(huang)瓜采摘(zhai)機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、農藥噴灑機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)、施肥機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)和移栽機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren)等(deng)多種農業生產機(ji)(ji)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)人(ren),在理(li)論與應用方面都居(ju)世界前(qian)列(lie)。
同日本比,由于(yu)領土廣闊(kuo)及自身先(xian)進的工業(ye)技術,美國研究的重(zhong)點在于(yu)行走(zou)式農業(ye)機(ji)器人,在理論與技術上都比較成熟。典型代表(biao)是(shi)美國新荷(he)蘭(lan)農業(ye)機(ji)械公(gong)司(si)發明的多用途(tu)自動(dong)化(hua)聯合收(shou)割(ge)機(ji)器人,很適合在美國一些專屬(shu)農墾區的大片規劃整齊的農田里收(shou)割(ge)莊(zhuang)稼。
其他(ta)國家(jia)農業(ye)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)研(yan)究(jiu)與應(ying)用(yong)方面比較(jiao)有代表性(xing)的(de)(de)有:澳大利亞發(fa)明的(de)(de)牧(mu)羊犬機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren),它能在(zai)農場上代替(ti)傳統的(de)(de)放牧(mu)勞力(li);德(de)國農業(ye)專家(jia)采用(yong)計算機(ji)(ji)、全球定位系統(GPS)和靈(ling)巧的(de)(de)多用(yong)途拖拉(la)機(ji)(ji)綜(zong)合技術,研(yan)制出可準確施用(yong)除(chu)(chu)草(cao)劑的(de)(de)除(chu)(chu)草(cao)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren),法國發(fa)明的(de)(de)專門服務(wu)于(yu)葡(pu)萄園(yuan)的(de)(de)機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)幾乎能代替(ti)種植(zhi)園(yuan)工人(ren)(ren)的(de)(de)所有工作(zuo),包括修(xiu)剪藤蔓、剪除(chu)(chu)嫩芽、監控土壤(rang)和藤蔓的(de)(de)健康狀況等(deng)。
西(xi)班牙(ya)發明(ming)的(de)(de)采(cai)摘(zhai)柑橘機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人,能夠依托機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)視(shi)覺技術從桔子的(de)(de)顏色、大小(xiao)判斷出(chu)是否成熟(shu)并控制機(ji)(ji)(ji)械手進行采(cai)摘(zhai);英國(guo)西(xi)爾索研(yan)究所開發的(de)(de)采(cai)蘑菇機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人可(ke)(ke)以(yi)確定哪(na)些蘑菇可(ke)(ke)以(yi)采(cai)摘(zhai)以(yi)及屬于哪(na)種(zhong)等級,然(ran)后測出(chu)其高度以(yi)便進行采(cai)摘(zhai);法國(guo)研(yan)制的(de)(de)分揀機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人能在潮濕骯(ang)臟的(de)(de)環境里工作,把大個番茄和小(xiao)粒櫻(ying)桃加以(yi)區(qu)別,然(ran)后進行分裝(zhuang)。
與國(guo)(guo)外相比,中(zhong)國(guo)(guo)農業機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)研究與開(kai)發(fa)方面尚處于起(qi)步階段。目(mu)前我國(guo)(guo)已(yi)開(kai)發(fa)出的農業機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)有:耕耘機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)、除草機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)、施(shi)肥機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)、噴藥(yao)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)、蔬(shu)菜嫁接(jie)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)、收(shou)割機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)、采(cai)摘機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)等。
中國農(nong)業(ye)大學研制的(de)摘(zhai)黃瓜(gua)(gua)(gua)(gua)機(ji)器人利用(yong)多傳感器融合技術(shu),對采摘(zhai)對象的(de)成熟度進行判別,并確定(ding)收(shou)貨目(mu)標,引(yin)導機(ji)械手來抓(zhua)取黃瓜(gua)(gua)(gua)(gua),再用(yong)刀片切割瓜(gua)(gua)(gua)(gua)藤;嫁(jia)(jia)接(jie)機(ji)器人實現了營養缽苗(miao)(miao)的(de)供苗(miao)(miao)、切苗(miao)(miao)、嫁(jia)(jia)接(jie)和(he)排苗(miao)(miao)的(de)自(zi)(zi)動化作(zuo)業(ye),可(ke)廣泛用(yong)于黃瓜(gua)(gua)(gua)(gua)、西瓜(gua)(gua)(gua)(gua)、甜瓜(gua)(gua)(gua)(gua)等菜苗(miao)(miao)的(de)嫁(jia)(jia)接(jie);北京(jing)農(nong)林科學院研發(fa)的(de)草莓采摘(zhai)機(ji)器人可(ke)以(yi)自(zi)(zi)主(zhu)搜索、識別和(he)采摘(zhai)成熟草莓果實,不僅可(ke)為草莓采摘(zhai)降低人工成本(ben),還可(ke)減輕工作(zuo)強度。
中科院(yuan)合肥智能機(ji)(ji)械研究(jiu)所的研究(jiu)報告(gao)稱,雖然農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)研究(jiu)已取得(de)很大進展,但(dan)目前(qian)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)距(ju)實用普及還有(you)(you)很長(chang)一段距(ju)離。推廣(guang)與普及的主要瓶頸有(you)(you)兩(liang)點:一是農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)制造成本問(wen)題,二是農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)智能化程度問(wen)題。
目(mu)前(qian)研制(zhi)出來的(de)(de)(de)農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)大都只針對農(nong)(nong)業生產某一(yi)(yi)環節(jie)的(de)(de)(de)某一(yi)(yi)項作(zuo)(zuo)業而言(yan),農(nong)(nong)業生產的(de)(de)(de)特征(zheng)之一(yi)(yi)是季節(jie)性(xing)(xing)強,造成(cheng)了(le)農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)效(xiao)率低,間接地增加了(le)農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)。其性(xing)(xing)價比不能滿足市(shi)場的(de)(de)(de)需(xu)要,成(cheng)為制(zhi)約農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)商業化和進一(yi)(yi)步研究(jiu)應用(yong)的(de)(de)(de)瓶頸(jing)問(wen)題。比如采(cai)(cai)摘(zhai)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren),由(you)于草莓、黃瓜等經濟(ji)作(zuo)(zuo)物生產的(de)(de)(de)季節(jie)性(xing)(xing),如果采(cai)(cai)摘(zhai)機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)只能用(yong)于一(yi)(yi)種農(nong)(nong)作(zuo)(zuo)物的(de)(de)(de)采(cai)(cai)摘(zhai),那么該機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)一(yi)(yi)年工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)時間有(you)限。由(you)于只有(you)當農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)生產成(cheng)本(ben)低于人(ren)(ren)工(gong)收獲成(cheng)本(ben)時,農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)才(cai)能得到推廣,這無疑對農(nong)(nong)業機(ji)(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)控制(zhi)提(ti)出了(le)較高的(de)(de)(de)要求。
同工業機(ji)(ji)器人(ren)或(huo)者其(qi)(qi)他領域機(ji)(ji)器人(ren)相比,農業機(ji)(ji)器人(ren)工作環境多變(bian),以(yi)非(fei)結構環境為主,工作任務具有(you)極大的(de)挑戰性(xing)。因此(ci),一般而言,農業機(ji)(ji)器人(ren)對智(zhi)能化程度的(de)要求要遠高于其(qi)(qi)他領域機(ji)(ji)器人(ren)。現階段歐美等國的(de)農業工程領域的(de)專家紛紛把研究(jiu)重心從機(ji)(ji)械部分轉向機(ji)(ji)器視覺、人(ren)工智(zhi)能方面,力圖解決農業機(ji)(ji)器人(ren)的(de)智(zhi)能問題。