【干货｜特种机器人关键技术论坛】农业机器人产业发展与关键技术

今天中国谁在种地？未来中国谁来种地？如何种地？

这些问题时时提醒着我们，中国的粮食安全，农机产业安全，民生安全是我们必须关注的国家安全。

农业是立国之本，强国之基。中国是农业大国，进入21世纪以来，随着农业劳动力不断转移，农业劳动力结构性短缺和日趋老龄化渐已成为全球性问题。设施农业、精确农业和高新技术的快速发展，人工成本的不断攀升，为农业机器人的发展提供了发展机遇。李伟教授长期从事农业机器人、智能农机装备科研与产业化工作，在农业机器人领域颇有建树。为此，特种机器人关键技术论坛邀请了中国农业大学李伟教授，为大家分享农业机器人产业需求与产业技术发展。下面是李伟教授具体的分享内容。 

中国农业大学李伟教授

一、 智能农机发展重要意义

    伴随经济社会发展和城镇化推进，我国农村劳动力结构和农民劳动观念已发生了深刻变化，粮食生产已进入机械化保障的关键时期，机械化水平低已经成为制约未来我国稳粮增收、提质增效、环保安全的瓶颈问题。国际同比研究显示，仅因农机装备技术水平差异，目前我国每年较国外发达国家多消耗水、肥、农药和燃油各为900亿m³、1000万吨、20万吨和180万吨。智能化是装备产业革命的重要标志，具有知识技术密集、物资资源消耗少、成长潜力大、产品附加值高、综合效益好等显著特点。智能农机装备是当前世界农机巨头抢占农机产品价值链高端的重要突破口，是企业核心竞争力的重要体现。近年来，欧美跨国农机巨头和日韩知名农机企业更是凭借其资金、技术、品牌、管理等资源优势，持续加大抢滩中国市场的力度，不断增加着我国农业生产的机械应用成本，直接威胁着我国粮食安全大局。长期以来，我国智能农机装备对外依存度高、原始创新匮乏、共性技术缺失、核心关键技术受制于人，而智能农机装备科技创新具有复杂性、探索性、周期长、投入高、风险大等特点。研发智能化农业机器人，实现科研与产业升级并举，加快掌控农机装备自主知识产权核心技术，推动我国现代农业发展进程意义重大。

二、智能农机发展态势

发达国家长期占据农机装备价值链的高端，并不断向大型化、高效率、智能化以及资源节约、环境保护等方向快速深入。国家十分重视农业装备技术研发，自“十五”以来部署实施了“多功能农业装备与设施研制”、“现代多功能农机装备制造关键技术研究”等农机科技创新项目，突破了联合收割机控制技术、采棉机监测系统控制技术、轻便型插秧机技术等一批共性关键技术，创新开发了切纵流智能控制稻麦联合收获机等一批具有自主知识产权的先进农机产品。经过多年的努力，我国研发能力从弱到强，自主创新取得重要进展，基本建立了适合中国国情、能有效联合产学研力量与产业发达国家竞争的国家创新体系。同时，我国农机装备也面临着中低端产品产能过剩、掌握的关键核心技术少、自主创新能力弱、体制机制不完善等突出问题，尤其在高端智能化农机装备方面研发与国外有很大差距，已成为我国农机工业的致命软肋。 

《中国制造2025》中，农机装备产业列入10大重点发展领域；新一代人工智能中，智能农业作为七大领域之一包括：农业智能传感技术，智能装备，农田自主作业系统；建立完善天空地一体化智能农业遥感监测网络；建立典型农业智能决策分析系统；开展智能农场、智能牧场、智能渔场、智能果园、农产品加工智能车间、农产品绿色智能供应链等集成应用示范。罗锡文院士提出中国农业1.0至4.0并联发展。在中国，农业是从传统农业到智能化农业并存。“十三五”期间科技部”提出了智能农机发展路线，从三个层面、11个重点方向、47个研究任务布置。目前“智能农机装备”累计投入约9.8亿人民币。

世界农业大国农机智能化发展战略（参考罗锡文院士报告）

三、农业机器人技术特点

农业机器人是融合传感技术、自动控制、机器视觉等机器人和人工智能技术，使在非结构环境下作业的农业装备实现自动化、智能化。

n 技术特点： 第一个是非结构环境下的信息获取是国际公认的难点问题；第二个就是作物信息、动植物生理生态感知传感器件研究进展缓慢；第三，农业机器人发展需要依赖工业机器人技术，尤其是机电液压等硬件核心技术；第四，是农业科技融合，即农业机器人与农艺适应性技术。

n 农业机器人主要需求与类别：无人驾驶：拖拉机、联合收割机；无人机：植保无人机、遥感探测；田间管理：中耕除草、精准施药；作物收获：水果、蔬菜；温室管理：物流运输、自动控制；产后处理：分选、包装；动物管理：挤奶机器人等。

n 国际分析机构IDTechEx给出了目前农业机器人产业化状态的大体分布，并预计未来5~10年内，农机自主导航和农用无人机将会迎来爆发期。当前产业程度较高的农业机器人应用案例包括自动驾驶拖拉机、挤奶机器人、植保施药无人机、遥控除草机器人和自主信息采集无人机等。

n 农业机器人市场大约规模：2016年27.5亿美元，2020年111亿美元，2025年，2025年308亿美元（IDTechEx）

四、农业机器人创新团队

以李伟教授为学术带头人的中国农业大学农业机器人创新团队，在该领域耕耘20年已久。团队拥有农业机器人相关专利技术50余项，农业机器人国家标准3项。核心技术与产品包括：自然环境下信息获取机器视觉技术，农业机器人集成控制技术，果蔬采摘机器人，植保机器人，农业AGV，锄草机器人等。

核心团队成员均具有博士学位。是江苏省双创人才团队，苏州工业园区领军人才团队。苏州市现代智能农业装备工程技术中心。获得江苏省农机工业科技发明一等奖、中国农机行业年度产品创新奖等多项荣誉。

 【李伟教授心语】做中国农业机器人开拓者！

助力种田智慧化、农机智能化、农民职业化！

该报告内容参考了罗锡文院士，赵春江院士，韩鲁佳教授，杨敏丽教授，陈立平研究员，吴海华研究员等专家学者的报告内容，在此深表感谢。