农业机器人在农业生产上的应用

[摘 要] 随着科学技术的发展，越来越多的新技术开始被应用于农业生产。本文从农业机器人入手，分析其在农业生产中的应用，指出农业机器人在应用中存在的主要问题，阐述其发展前景，旨在为农业机器人在农业生产中的推广应用提供理论和实践参考。

[关键词] 农业机器人;农业生产;前景

[中图分类号] TP242[文献标识码] A[文章编号] 1674-7909（2019）33-117-2

1 农业机器人的特点

1.1 作业对象复杂

与工业生产机器人相比，农业机器人的作业对象更加复杂。农产品具有很多种类，并且即便相同品种也会因其生长状态的差异而产生形状大小的差别。农业机器人的作用对象是农作物，因此在使用的过程中应注意对于不同类型农作物的区分，并且注意区分农作物和田间杂草之间的区别，避免在操作过程中对农作物造成损害。

1.2 作用环境多变

由于农作物的生长环境是具有开放性的，并且不同的作物对于外界天气、光照及温度等方面因素的需求是不同的，因此要求农业机器人需要具备这种适应多变环境的能力。此外，农业机器人常常会受到作业场地地形的影响，还容易受到季节、大气湿度及光照等因素的影响，因此，对于农业机器人的要求在不断提升，需要其能适应不同生产条件的自然环境，实现智能化判断和科学化推理，以更有效地应用于生产活动。

1.3 作用路线特殊

农业机器人的作用路线通常是曲折前进的，因此在行走的过程中常常需要动作幅度比较小。对于一些间隙较窄的农作物来说，需要改变农业机器人的作业动作，从而发挥其作用，体现出农业机器人的机械化和智能化。

2 农业机器人的应用

在农业生产中应用机器人，能有效提高生产效率，提高农作物产量和品种。机器人在农业中的应用主要包括以下方面。

2.1 机械手农业机器人

机械手农业机器人采用了仿生学的设计特点，具有与人体类似的机械手，能模仿人的操作。通过对机械手机器人进行智能化控制，可以使其辅助生产。应用机械手机器人进行农业生产时，首先要对农业生产对象进行辨别，这就需要开发不同类型的传感器，在对生产对象进行识别时能提高识别的灵敏性，更有效地开展作业。当前，机械手系列的农业机器人主要是移动式机器人，常见的有西瓜采摘机器人、苹果采摘机器人及柑橘采摘机器人等[1]。

2.2 喷药机器人

喷药机器人最早出现于日本，其外形呈汽车状，并且在喷药机器人的内部设置了自动喷药控制器、感应器及压力传感器。因此，在喷药机器人使用之前，应首先在农田中安装电缆，使其能產生工作磁场，向喷药机器人发起信号，从而能使其进行农药的喷洒。在喷药机器人的作用阶段，其能通过感应器对于周围的树木进行识别，从而能进行喷药，而其内部的传感器也能根据电缆的信号对喷药的方向加以区分。另外，喷药机器人能区分周围的作物与障碍物之间的区别，发现障碍物时就会变化方向，因此体现出较强的智能化。

2.3 嫁接机器人

随着我国农业技术的推广，我国在作物嫁接方面也获得了良好的发展效果，因此，对于嫁接机器人的需求也较多，当前主要是利用传感技术和识别技术，对于其应当作用的植物来进行定点区分，锁定植物后再进行接下来的嫁接过程，从而能大幅度降低人力投入，提高农业技术的智能化和自动化水平。当前我国的嫁接机器人主要是在西瓜、黄瓜等植物的嫁接中使用。

2.4 除草机器人

除草机器人主要是结合智能化拖拉机和计算机定位方式而产生的，其在工作过程中也是先对周围环境中的植物进行判定，确定杂草的位置，经过信号的转化和传递使电脑获得相应的信息，并且在特定的位置施加除草剂，实现智能化除草。通过除草机器人的使用，不仅能解放劳动力，提高除草的准确度和效率，而且能节约资源，减少除草剂的使用量[2]。

2.5 施肥机器人

施肥机器人在当前的农业生产中也比较常见，主要是根据不同作物的生长条件，对其所需的土壤环境和肥料成分加以确定，并且根据农作物的生长状况来进行营养物质的科学配比，实现精准施肥。此外，施肥机器人还具有自动行走和施肥的功能，从而能更好地为农业生产自动化的实现提供技术指导。

3 农业机器人研究存在的问题及对策

3.1 农业机器人存在的问题

当前，在农业机器人的应用中主要存在2个方面的问题亟待解决：一是农业机器人的智能问题，二是农业机器人的成本较高。

3.1.1 农业机器人的智能问题。在农业生产中，受到农业生产特点的影响，对于农业机器人的智能性有着较高的要求，如需要其具有较强的辨识能力以及对于障碍物的躲避能力。当前专家对于农业机器人研究的重点也开始从其机械化的组成部分转移到机器的智能化方面，在相关技术的改进方面，也对自动导航及视觉定位等问题进行了处理。但总体来看，当前我国在农业机器人的智能化研究方面还存在一定的缺陷，影响了当前的农业生产。

3.1.2 农业机器人的成本过高问题。当前我国在农业机器人的研发中大多是针对某一个农业生产环节来进行研究，但是农业生产存在针对性强、使用效率低的情况，这便使农业机器人的生产成本有所增加，因此不利于农业机器人的推广与应用，造成农业机器人在当前农业生产中难以大范围使用。

3.2 应对措施

第一，经过长期摸索，探寻出最佳的作业方法，以提高农产品的品质与产量。第二，农业机器人不仅要对当前人工种植过程进行模拟，还应融入当前难以实现机械化的领域，在农业机器人的设计和制造中应保证统一化和规范化，降低其生产成本，使其能更广泛地应用于农业生产中。第三，在农业机器人的设计中应尽可能实现一机多用，从而降低其生产成本，获得更好的经济效益[3]。

参考文献

[1]刘凡，杨光友，杨康.农业采摘机器人柔性机械手研究[J].中国农机化学报，2019（3）：173-178.

[2]王宝梁，索明何，刘大诚.基于开放式结构的多功能农业机器人设计[J].中国农机化学报，2019（3）：179-184.

[3]李乐，刘玉倩.基于大数据的农业智能机器人开发[J].农机化研究，2019（11）：221-224.

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