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农业机器人的发展状况和趋势(农业机器人发展历程有)

俗话说:“民以食为天”。农业作为基础产业和经济发展的保障产业,历来受到各国高度重视。近年来,我国不断加快农业机械化进程,积极提高现代农业水平。其中,农业机器人的出现和应用极大地改变了传统的耕作模式,给我国现代农业的发展带来了新的变化。我们来看看农业机器人的发展现状和趋势。

农业机器人是指应用于农业生产的智能机器人。它们可以通过不同的程序和软件进行控制,以适应各种操作。它们可以感知并适应作物类型或环境的变化,并具有检测(如视觉等)和计算等人工智能。智能化新一代无人自动化机械。与工业机器人或其他领域的机器人相比,农业机器人的工作环境多变,主要处于非结构化环境,工作任务极具挑战性。因此,总体来说,农业机器人的智能要求远高于其他领域的机器人。

农业机器人的发展状况和趋势(农业机器人发展历程有)

农业机器人是如何产生的

农业机器人的历史分为两个阶段。 2000年之前,农业机器人属于机电自动化设备。 2000年以后,是融合了人工智能、机器视觉等新技术的自动化设备。

20世纪80年代以来,一些发达国家由于缺地缺人,开始致力于农业机器人的研发,先后开发了嫁接、切割、移栽、采摘等多种农业生产机器人。机器人在农业领域的出现和应用,为这些国家农业自动化、精准化、智能化的发展带来了强劲动力。

农业机器人的发展历史

2007 年,发明了Ag Tracker,它可以扫描水果并收集土壤和种子数据。

2012年,开发了——收获运输车HV-100,这是一款能够在苗圃中移动盆栽树苗的机器人。同年,Lettuce bot诞生,这是一款能够从生菜地里去除多余种子的生菜机器人。 2012年,可以砍伐或种植葡萄藤的长城诞生了。 -Ye机器人,收集土壤健康和葡萄库存数据。

2013年,草莓采摘机器人诞生。该机器人使用两台数码相机拍摄草莓的颜色,确定其成熟度,并采摘成熟的草莓。

目前,一款水稻种植机器人正在研发中,它可以分析田间的贫瘠等环境。

农业机器人分类

施肥机器人、耕耘机器人、除草机器人、喷药机器人、蔬菜嫁接机器人、收获机器人(如番茄收获机器人)、采摘机器人(如草莓采摘机器人、柑橘采摘机器人)等。

1、田间生产农业机器人

田间使用的农业机器人包括田间播种机器人、田间收获机器人、田间植保机器人、田间耕作机器人、田间插秧机器人等。

田间果蔬采摘作业是生产链中最费时费力的生产环节之一。此外,采摘作业具有很强的季节性、劳动密集型且成本高昂。因此,保证水果及时采收,降低采收强度和劳动力成本,是保证农业增收的重要途径。但由于拣选作业的复杂性,拣选的自动化程度仍然较低。目前,国内外的水果采摘作业基本都是人工进行,成本约占成本的30%~50%。时间相对集中,劳动量大,工作时间紧张。作为农业机器人的重要类型,田间果蔬采摘机器人在减轻工人劳动强度和生产成本、提高劳动生产率和产品质量、保证水果及时收获等方面具有巨大的发展潜力。

2、设施农业机器人

设施农业中使用的机器人包括嫁接机器人、切花机器人、蔬菜采收机器人、植物工厂机器人、分拣机器人等。其中,嫁接机器人包括蔬菜嫁接机器人和油茶嫁接机器人。目前,嫁接繁殖技术已比较成熟,但人工嫁接效率较低。因此,加大嫁接机器人的研究投入,推动高速、高质量嫁接机器人的推广应用,可以取得可观的直接经济效益和生态环境价值。

嫁接机器人工作时,操作人员只需将砧木盘、接穗盘放置到指定位置,即可自主完成抓穗、切苗、接苗、固定、排苗等任务,省时高效,并具有较高的成活率。

3、农产品加工及识别机器人

目前,农产品加工机器人包括肉类加工机器人、挤奶机器人、剪羊毛机器人和食品安全识别机器人等。

农业机器人的特点

1.农业机器人作业季节性强。

农产品生产季节性强,农业机器人针对性强、功能单一。因此,农业机器人的使用也具有较强的季节性,导致农业机器人利用率低,增加了农业机器人的使用成本。

2、农业机器人的作业环境复杂多变。

工业机器人的运行环境相对固定,而农业机器人的运行环境一般是不可预测的。因此,农田作业机器人需要具备较强的环境识别能力,对不同的环境有不同的动作响应。

3.工作对象的精细性和复杂性。

农业机器人的工作对象是农作物,农作物的娇嫩特性对农业机器人的动作提出了更高的要求:农业机器人的执行端在与工作对象接触时需要灵活处理;农业机器人的工作对象形状复杂,而农作物的生长发育受周围环境影响较大,因此农作物的空间形态具有很强的不确定性,这就需要农业机器人能够判断不同的空间形态来实现不同的动作。

4、农业机器人使用对象的特殊性。

农业机器人被农民使用。随着人口老龄化加剧,从事农业生产的人口也将进入老龄化时代。因此,农业机器人必须具有高可靠性和简单的操作。

5、农业机器人价格的特殊性。

农业机器人前期研发投入大、结构复杂、制造成本高,导致价格高昂,超出了普通农民的承受能力。

农业机器人的发展现状

美国

首先要介绍的是世界超级大国——美国。美国明尼苏达州一家农业机械公司开发了一种独特的施肥机器人,可以根据不同类型土壤的实际情况制定不同的施肥策略。由于机器人可以科学配比最适量的肥料,几乎没有肥料浪费,大幅降低农业成本。而精通肥料科学的机器人也知道如何施肥以尽量减少对环境的影响。

德国

接下来我想介绍一下以严谨着称的德国。德国人一直以其熟练和老练而闻名于世。他们在人工智能领域怎么会落后呢? BoniRob是德国农业专家研发的除草机器人,可以在农场的各个地块之间高速行驶,准确地发现并清除杂草。每分钟可除草120株,比人工除草和药物除草快得多。

英国

在蘑菇盛产的英国,希尔索农业机械研究所开发了一种可以高速采摘蘑菇的机器人。其采摘效率是人工采摘的2倍,每分钟可采摘40个蘑菇。该机器人利用视觉图像分析软件识别蘑菇的数量和等级,然后利用红外测距仪测量蘑菇的高度,然后利用真空手柄根据计算出的具体情况确定所需的弯曲和扭转量。从而自动完成该过程。采蘑菇。

法国

最后要介绍的是法国,它的葡萄酒闻名于世。众所周知,法国的葡萄酒产业极其繁荣,带动了法国葡萄种植业的发展。目前,法国种植园的工人们担心他们的工作会被一种名为“Wall-Ye”的机器人取代。据悉,Wall-Ye是一款专门为葡萄园开发的农业机器人。从修剪植物、监测土壤状况到照顾葡萄藤的健康,Wall-Ye 可以处理种植园工人能做的所有任务。

中国

与国外相比,我国农业机器人的研发还处于起步阶段。我国农业机器人起步较晚。 20世纪90年代中期,国内开始农业机器人技术的研发。

目前,我国已开发的农业机器人有:耕耘机器人、除草机器人、施肥机器人、农药喷洒机器人、蔬菜嫁接机器人、收获机器人、采摘机器人等。

农业机器人发展趋势

机器人技术驱动的农业升级正在为改善农民生活开辟新空间。农业机器人除了从事种植、施药、收割等田间作业外,还可以在畜牧业中发挥重要作用。机器人将为农业带来新的革命。

农业机器人全面融合信息技术,集感知、传输、控制、操作于一体,极大推进农业标准化、标准化。不仅节省了人工成本,还提高了质量控制能力,增强了抵御自然风险的能力。并通过智能传感、识别技术、普适计算等通信传感技术,将农作物与物联网相连,进行信息交换和通讯,实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理功能。

随着我国工业化、城镇化、现代化的快速发展,我国农业机器人的研发范围正在逐步扩大。

科技部在《服务机器人科技发展“十二五”规划》中明确提出将服务机器人产业培育成我国未来战略性新兴产业。按年均销量增长12%和单价14万美元计算,到2021年全球农业机器人销量将超过1.4万台,销售额超过20亿美元。

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