到2050年，人口或许将逼近100亿，但是，地球还是那么大。也就是说，相同的土地面积要养活更多的人。再加上全球变暖、随之而来的淡水缺乏等等诸多状况，人类还能不能养活自己？

真正智能的机器人以及机器学习算法，或许会带来一场绿色革命，让人们在这个日益有限的星球上养活自己。想象一下，可以自动探测干旱图样的卫星，识别并杀死感染疾病的植物的拖拉机，和告诉农民哪种疾病感染作物的人工智能手机应用…… 农业的未来掌握在机器的手中。

农业机器人

农业机器人是一种以农产品为操作对象、兼有人类部分信息感知和四肢行动功能、可重复编程的柔性自动化或半自动化设备。它能减轻劳动强度, 解决劳动力不足,提高劳动生产率和作业质量, 防止农药、化肥等对人体的伤害。目前，农业机器人已有了很大发展，机器人可以取代人工进行一定的农业活动，如田间及温室喷洒农药，部分作物收获及分选作业，以及一些人类完成有困难的工作，如高处采摘等。农业机器人的广泛使用，将会极大地改变传统农业的劳作模式。

同工业机器人相比，农业机器人的特点：

农业机器人大都针对农业生产某一环节，功能单一，利用率较低，所以使用成本高。
农业机器人的作业环境多变。因此，农业机器人需要比工业机器人有具有更强的环境适应能力，并且能够在不同环境中智能化地完成任务。
由于农作物的特殊性，农业机器人必须能适应不同农作物，并且进行柔性处理。
农业机器人的使用对象是农民。一方面，农民不具备较高的机械电子知识水平，所以农业机器人必须操作简单、可靠；另一方面，农业机器人的价格不能超出一般农民的承受能力。

农业机器人的分类：

一类是行走系列，主要用于在大面积农田中进行作业；另一类机械手系列，主要用于在温室或植物工场中进行作业。

农业机器人推广与普及的主要瓶颈:

农业机器人的制造成本

目前研制出来的农业机器人大都只针对农业生产某一环节的某一项作业而言，农业生产的特征之一是季节性强，造成了农业机器人的使用效率低，间接地增加了农业机器人的成本。其性价比不能满足市场的需要，成为制约农业机器人商业化和进一步研究应用的瓶颈问题。由于只有当农业机器人的生产成本低于人工收获成本时, 农业机器人才能得到推广，这无疑对农业机器人的成本控制提出了较高的要求。

农业机器人智能化程度问题

同工业机器人或者其他领域机器人相比，农业机器人工作环境多变，以非结构环境为主，工作任务具有极大的挑战性。因此，农业机器人对智能化程度的要求比较高。现阶段农业工程领域的专家纷纷把研究重心从机械部分转向机器视觉、人工智能方面，力图解决农业机器人的智能问题。从目前的技术水平来看，在自动导航、视觉辨识定位等方面已有成熟的解决方案，但总的来讲，目前智能系统的发展还不够完善，很多任务无法由农业机器人单独完成；另一方面，即使具备了相当的智能，开发难度和应用推广还是一个难关。

欧美日与我国农业机器人发展情况对比

拖拉机的电动化

根据IDTechEx的报告，2016年配备自动驾驶和导航的拖拉机共销售30多万台。领先的欧洲和美国农业机械公司已经推出了完全自主的无人驾驶和无牵引车的原型车，配备GPS导航转向和传感器，包括雷达，激光和光成像，检测和测距（激光雷达）。

无人驾驶技术将使得农机可以24小时不间断地进行播种、种植和耕作等工作。据英国农民联盟2017年2月的报告，2020年初英国农场将同时使用油电混合动力和电池电动拖拉机。英国哈珀亚当斯大学工程主管，国家精细农业中心主任（NCPF）Simon Blackmore教授表示，大型拖拉机在大型农场里效率更高，而小型电动移动机器人为中小型农场提高生产率带来了更大可能。他预测，“20年内，机器人将彻底变革农业生产。”

轻型农业机器人可以部分昼夜、不论天气好坏连续工作，还可以收集和传送关于田间和作物状况，发现疾病或寄生虫和喷洒农药的实时数据。未来，小型拖拉机和机器人可以通过云计算方式在“群众”中共同工作，并提供多种服务，从除草，种植和施肥到采收和包装食品。

对于农业机器人的研发，日本是走在世界前列的，因为日本率先面临人口减少和老龄化问题。在此背景下，日本大力研发农业机器人，此前曾研制出了机器人拖拉机，它可以与人乘坐操作的拖拉机同时进行作业，而效率是后者的1.5倍。利用卫星测定位置信息，可以确保拖拉机移动误差范围在10厘米之内。近期又研制出无人驾驶拖拉机。据悉，除了拖拉机之外，日本还将研制机器人版的联合收割机和插秧机。
而美国研制的施肥机器人会从不同土壤的实际情况出发，进行适量施肥。它的准确计算合理地减少了施肥的总量，降低了农业成本。而且由于施肥科学，使地下水质得以改善。
德国的大田除草机器人基于计算机、全球定位系统(GPS)和灵巧的多用途拖拉机综合技术可以达到准确施药。
英国的菜田除草机器人利用摄像机扫描和计算机图像分析来进行除草，它可以全天候连续作业，除草时不会破坏土壤。希尔索农机研究所研制出了一款可以高速采摘蘑菇的机器人，它的采摘效率是人工采摘的两倍，这款机器人通过视觉图像分析软件来识别蘑菇的数量和等级，然后用红外线测距仪测定蘑菇的高度，再由真空吸柄根据计算得出的具体情况确定需要弯曲和扭转的力度，从而自动完成蘑菇采摘。
西班牙的采摘柑桔机器人凭一台装有计算机的拖拉机、一套光学视觉系统和一个机械手组成，能够从桔子的大小、形状和颜色判断其是否成熟，决定最佳采摘时间，其速度是人工的7倍之多。
澳大利亚科学家研制的放牧机器人使用了2D、3D感应器和全球定位系统，通过识别牛群的运动速度，机器人运算出最佳驱赶距离，然后不断赶着牛群在一个大圈子里移动。
诸如此类的机器人在国外可谓是遍地开花，而我国对于机器人的研究相比国外，在技术和投资方面均显落后。据了解，20世纪90年代中期，我国才开始农业机器人技术的研发。直到工业化、城镇化和现代化的快速发展，农用机器人的研发范围才逐步扩大。目前，农业机器人已经能完成播种、种植、耕作、采摘、收割、除草、分选以及包装等工作，主要应用于无人驾驶拖拉机、无人机、物料管理、播种和森林管理、土壤管理、牧业管理和动物管理等。

我国的共享喷药机器人

由于打农药费时费力，还对身体不好，所以在山东德州，出现了共享喷药机器人。扫码、交押金、开锁，在德州，按照这几个步骤，农民可以使用共享喷药机器人。这种共享方式能够帮农业机器人公司实现资金的快速回转和发挥产品的最大价值，实现新旧动能的转换，并帮助农民、有效节约成本、提高产量。

我国无人机将被纳入国家农机补贴目录

国家已经真正开始重视植保无人机在农业领域发挥的功能和作用，是个重大利好。据农业部统计数据，截至2016年6月，我国农用无人机保有量是4890架；2015年底，我国农用无人机保有量为2324架。2015年真正做植保的农用无人机并不多，2016年，农用无人机才真正承担起了农业植保作业的任务，但发展速度非常快。行业数据显示，我国每年病虫害防治面积近90亿亩次，植保无人机在国内的潜在应用市场非常广阔。

中国农业大学研制的摘黄瓜机器人

中国农业大学研制的摘黄瓜机器人利用多传感器融合技术，对采摘对象的成熟度进行判别，并确定收货目标，引导机械手来抓取黄瓜，再用刀片切割瓜藤；嫁接机器人实现了营养钵苗的供苗、切苗、嫁接和排苗的自动化作业，可广泛用于黄瓜、西瓜、甜瓜等菜苗的嫁接；北京农林科学院研发的草莓采摘机器人可以自主搜索、识别和采摘成熟草莓果实，不仅可为草莓采摘降低人工成本，还可减轻工作强度。

数据预测：

IDTechEx在2016年9月份的报道中说，农业机器人的市场容量已经达30亿美元，2026年将增长到120亿美元。报告补充说：“拖拉机牵引机器人和自主除草机器人将在增长中发挥重要作用”。
今年早些时候，都柏林的研究与市场公司预测，未来十年农业机器人的销售额将会更大，全球市场将以复合年均增长率（CAGR）11.9％的速度增长，到2025年，将达到286亿美元。
多个IEC技术委员会（TC）和小组委员会（SC）的标准化工作将支持农业机器人这个数十亿美元的行业快速增长，其中欧洲、北美、澳大利亚和新西兰将是这些技术最大的采用者。
有数据预测，到2021年，全球农业机器人的销售量将超过1.4万台，销售额将超过20亿美元。由此看来，农业机器人领域大有可为。

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