農(nóng)業(yè)機器人離我們有多遠

56獨家策劃FARM MACHINERY ·2015.09 責(zé)任編輯：楊洪博那 么，農(nóng) 業(yè) 機 器 人 至少也 應(yīng) 該 接 近 這 樣 的 吧 ？但是農(nóng)業(yè)機器人似乎并沒有這么科幻。在第三屆中國農(nóng)機高端論壇上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院張鐵中教授作了題為農(nóng)業(yè)機器人離我們有多 遠 的 演 講 ，告 訴 我 們 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 是 什 么 樣 的 ，以及，為什么說，現(xiàn)在到了發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的關(guān)鍵時刻。并不是有胳膊有腿的機器“人”農(nóng)業(yè)機器人，本質(zhì)上，還是個械化的問題。毛主席很早以前就有一個論斷農(nóng)業(yè)的根本出路在于機械化。這個論斷到現(xiàn)在也不過時。黨的十八大提出了新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的目標(biāo)任務(wù)，就我個人的感受來講，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是國家現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化包括很多內(nèi)容，有種植作業(yè)、經(jīng)營管理、加工儲運、流通銷售等各個環(huán)節(jié)。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化、自動化、智能化，概括起來就是要實現(xiàn)6個字，高效、優(yōu)質(zhì)、省力。那 么，農(nóng) 業(yè) 機 器 人，雖 說 聽 起 來 好 像 有 點 神秘，其實就是融合了機械技術(shù)、自動控制技術(shù)和圖像處理技術(shù)等，能夠進行農(nóng)業(yè)相關(guān)作業(yè)自動化的機械或裝置，并不一定是要像人一樣有胳膊有農(nóng)業(yè)機器人離我們有多遠？ 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院教授 張鐵中 整 理 丨楊洪博農(nóng)業(yè)機器人，聽上去似乎是離我們很遙遠的東西，然而，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張鐵中教授卻說，現(xiàn)在是發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的一個最好的時機。這究竟是怎么回事？在我們印象中，機器人應(yīng)該是這個樣子腿的機器人。中日機械化歷史對比拿農(nóng)機化搞得比較好的鄰國日本舉例，日本在二戰(zhàn)結(jié)束后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和新中國剛剛成立時其實差不多。19451955年，日本開始發(fā)展小型農(nóng)機具 ，手 扶、耕 整 、脫 粒 等 ；到 了 二十 世 紀(jì) 六 七 十 年代，發(fā)展小型拖拉機、收割機、割曬機、烘干機等；八十年代發(fā)展一些大型的拖拉機、收割機，還有一些烘干中心；到了九十年代，開展了一些蔬菜、園藝、農(nóng)產(chǎn)品加工的機械化進程。1962年，日本實施農(nóng)業(yè)機械化促進法，正是在日本經(jīng)濟起飛的前端。再來看看我國，19491980年，處于創(chuàng)建起步階段。在這一階段，我們從無到有，制定了發(fā)展目標(biāo)、方針政策、進行了農(nóng)具改革、成立了農(nóng)機站、建立了農(nóng)機體系等等，發(fā)展還是相對較快的。從19811995年，進入了體制轉(zhuǎn)換階段，家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制實施，農(nóng)機減少投入，這時是以單個農(nóng)民為主體，發(fā)展一些小型農(nóng)機。到了19962003年，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和經(jīng)濟活力的不斷增長，大量農(nóng)民外出務(wù)工，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)勞力短缺，跨區(qū)作業(yè)出現(xiàn)，農(nóng)機高效增長。2004年，農(nóng)機化促進法實施，購機補貼等一系列促進政策出臺，DOI:10.16167/j.cnki.1000-9868.2015.17.00557獨家策劃FARM MACHINERY ·2015.09·責(zé)任編輯：楊洪博農(nóng)業(yè)機器人離我們有多遠？農(nóng)機化進入大發(fā)展時期。縱觀我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展史，可以看到，管理體制機制上的發(fā)展和變化，尤其是到近些年出現(xiàn)了長足的進步。但從農(nóng)機具角度，發(fā)展的脈絡(luò)還不是很清晰。日本怎么搞農(nóng)業(yè)機器人日本的水稻插秧機，在二十世紀(jì)80年代就已經(jīng)相當(dāng)完備了，它的操縱、顯示、種箱里沒有種子會報警、施肥的位置等，都可以進行調(diào)節(jié)，但如今，日本還在不斷精益求精地進行改進。同時，日本3大廠家之間的競爭也是非常激烈的，他們千方百計地推銷自己的產(chǎn)品、鞏固自己的用戶、搞好自己的服務(wù)、擴大自己的影響，這對他們的發(fā)展其實也起到了一個比較好的促進作用。日本的機器人系統(tǒng)最早搞的是水果的分選分級，比如柑橘、西紅柿、馬鈴薯、青椒、茄子等，做了一系列的自動分選、包裝、裝箱，一直到運輸銷售。另外，還做了一套檢測分級的機器系統(tǒng)，比如雞蛋的清洗、有裂紋雞蛋的挑選、血絲的識別，到包裝，效率非常高。日本的果實采摘也做得比較早，比如西紅柿、甘藍、葡萄、茄子等的采收機器。發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的時機已經(jīng)成熟現(xiàn)在已經(jīng)到了可以大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人及其 技術(shù) 的 時候了。一是社會條件比較成熟，城鎮(zhèn)化進程加快，人口老齡化速度在加快，勞動力短缺；二是技術(shù)條件，計算機、傳感器、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位，這些技術(shù)為農(nóng)業(yè)機械的研究和應(yīng)用提供了前所未有的技術(shù)可能；三是中國制造邁向中國創(chuàng)造，中國制造2025的提出，營造了良好的外部環(huán)境。而發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人，要達到的目的還是上面3 個 詞 ，高 效、優(yōu) 質(zhì) 、省 力 ！以作業(yè)數(shù)量多、勞動量大操作精細、生產(chǎn)收益高的作物和作業(yè)為切入點，將先進性、實用性、經(jīng)濟性緊密結(jié)合，以此來發(fā)展我們的農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)和智能化農(nóng)業(yè)裝備。從哪幾個方面入手將農(nóng)業(yè)機器人簡單做一分類，可分為嫁接機器人、采摘機器人、自動導(dǎo)航作業(yè)機器人、植保機器人、加工處理機器人、分選分級機器人、組培繁育機器人等。下面，著重講一講嫁接機器人和采摘機器人。嫁接的主要作用是抗病增產(chǎn)，機械嫁接可以省去刀片的使用，讓工作效率更高，并大幅降低勞動強度。采摘方面，以草莓為例，它的經(jīng)濟價值高，但采摘過程非常勞累。草莓盛果期，1畝（1畝=1/15 hm2）草莓每天有成熟果實150200 kg；兩個勞動力一天需工作10小時左右才能采摘完。采摘時要一直低頭、彎腰，十分辛苦和勞累，果農(nóng)易患腰肌勞損。草莓采摘機器人通過圖像技術(shù)，指揮機械手進行采摘，省工省力。目前中國農(nóng)業(yè)大學(xué)已經(jīng)在自主采摘草莓果實的機器人研究方面取得了突破。隨后，張鐵中教授演示了草莓采摘機器人的視頻，只見一只機械手十分靈活地抓取成熟的草莓，并合理避免了草莓損失，也能夠避開尚未成熟的草莓，令人大開眼界。張鐵中教授草莓采摘機器人