1、施肥機(jī)器人

美國一家農(nóng)業(yè)機(jī)械公司的科技人員推出的機(jī)器人，會(huì)從不同土壤的實(shí)際情況出發(fā)，適量施肥。它的準(zhǔn)確計(jì)算合理地減少了施肥的總量，降低了農(nóng)業(yè)成本。由于施肥科學(xué)，還能使地下水質(zhì)得到改善。

國內(nèi)已研制并應(yīng)用基于北斗定位導(dǎo)航的智能化變量播種、施肥、旋耕復(fù)式作業(yè)機(jī)具。使用表明，這種智能化機(jī)具可一次完成耕整地、播種、施肥等多種功能。適用于小麥、大豆、油菜等多種作物，操作簡單，通過電腦顯示屏設(shè)置和調(diào)控機(jī)具作業(yè)參數(shù)。作業(yè)效率、質(zhì)量明顯提高，達(dá)到節(jié)約種、肥、藥和節(jié)能降耗之目的。山東省農(nóng)機(jī)院、福田雷沃重工等研制的2BYFZ-4智能型玉米精量播種施肥機(jī)，采用自主研發(fā)的種、肥專用傳感器，具有種子和肥料檢測與自動(dòng)補(bǔ)種、補(bǔ)肥、自動(dòng)疏通裝置，以及基于CAN總線專用控制器與觸控軟件系統(tǒng)。前者完成已播種數(shù)、重播數(shù)、漏播數(shù)的計(jì)量，以及缺種、堵塞故障報(bào)警、自動(dòng)化補(bǔ)種；后者能實(shí)現(xiàn)株距與施肥量的電動(dòng)無級調(diào)節(jié)。

2、 除草機(jī)器人

美國研究人員開發(fā)的除草機(jī)器人所使用的是一部攝像機(jī)和一臺(tái)識別野草、蔬菜和土壤圖像的計(jì)算機(jī)組織裝置，利用攝像機(jī)掃描和計(jì)算機(jī)圖像分析，層層推進(jìn)除草作業(yè)。它可以全天候連續(xù)作業(yè)，除草時(shí)對土壤無侵蝕破壞作用。

我國對自動(dòng)對靶噴霧技術(shù)等識別性變量噴藥進(jìn)行了長時(shí)間的深入研究，并已開發(fā)出相應(yīng)機(jī)具應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。如將紅外探測技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于噴霧機(jī)上，研制出果園自動(dòng)對靶噴霧機(jī)，較好地解決了現(xiàn)行果園病蟲害防治問題，大大提高了農(nóng)藥利用率，減輕甚至消除了藥害，解決了環(huán)境污染問題。約翰迪爾4630自走式噴霧機(jī)在中國本土生產(chǎn)，已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)玉米、棉花、高粱、甘蔗等高稈作物的精準(zhǔn)植保作業(yè)，表現(xiàn)非凡。

3、采摘柑桔機(jī)器人

西班牙科技人員發(fā)明的這種機(jī)器人由一臺(tái)裝有計(jì)算機(jī)的拖拉機(jī)、一套光學(xué)視覺系統(tǒng)和一個(gè)機(jī)械手組成，能夠從桔子的大小、形狀和顏色判斷出是否成熟，以決定可不可以采摘。它作業(yè)速度極快，每分鐘可摘柑桔60個(gè)，而靠手工只能摘8個(gè)。另外，通過裝有視頻器的機(jī)器手，能對摘下來的柑桔按大小馬上分類。

我國已研制成功果蔬智能采摘機(jī)器人。研制者為了實(shí)現(xiàn)對櫻桃番茄果串的識別定位，提出一種基于視覺伺服技術(shù)的激光主動(dòng)測量方法，通過實(shí)時(shí)獲取果串內(nèi)果粒的圖像坐標(biāo)，控制執(zhí)行部件動(dòng)態(tài)調(diào)整攝像機(jī)的空間姿態(tài)，對不同果粒進(jìn)行對靶測距，并據(jù)此測算果串外形參數(shù)，為采摘機(jī)器人自動(dòng)采收提供依據(jù)。適用范圍：櫻桃、番茄的采摘。

4、 采摘蘑菇機(jī)器人

美國西爾索農(nóng)機(jī)研究所發(fā)明的這種機(jī)器人裝有攝像機(jī)和視覺圖像分析軟件，用來鑒別所采摘蘑菇的數(shù)量及屬于哪個(gè)等級，從而決定運(yùn)作程度。機(jī)上的紅外線測距儀測定出的田間蘑菇的高度之后，真空吸柄就會(huì)自動(dòng)地伸向采摘部位，根據(jù)需要彎曲和扭轉(zhuǎn)，將采摘的蘑菇及時(shí)投入到緊跟其后的運(yùn)輸機(jī)中。每分鐘可采摘蘑菇40個(gè)，是人工的兩倍。

5、擠奶機(jī)器人

英國劍橋大學(xué)的奶牛場，機(jī)器人安裝在奶牛圈舍旁邊，奶牛一旦需要擠奶，會(huì)自動(dòng)排隊(duì)等待機(jī)器人服務(wù)。這時(shí)，機(jī)器人會(huì)先對奶牛的乳房進(jìn)行掃描定位并進(jìn)行清潔消毒，通過自動(dòng)感知把吸奶嘴固定好，然后擠奶。擠奶機(jī)器人擠奶過程中對奶質(zhì)進(jìn)行檢測，檢測內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、脂肪、含糖量、溫度、顏色、電解質(zhì)等，對不符合質(zhì)量要求的牛奶，自動(dòng)傳輸?shù)綇U奶存儲(chǔ)器；對合格的牛奶，機(jī)器人也要把每次最初擠出的一小部分奶棄掉，以確保品質(zhì)和衛(wèi)生。擠奶機(jī)器人還能自動(dòng)收集、記錄、處理奶牛體質(zhì)狀況、泌乳數(shù)量、每天擠奶頻率等，并將其傳輸?shù)诫娔X網(wǎng)絡(luò)上。一旦出現(xiàn)異常，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和牛奶品質(zhì)，有效降低了奶牛發(fā)病機(jī)率，節(jié)約了管理成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)調(diào)查，擠奶機(jī)器人的使用，可以提高奶產(chǎn)量20%～50%。

6、放牧機(jī)器人

澳大利亞的發(fā)明家創(chuàng)造出一種像牧羊犬的機(jī)器人，它能在農(nóng)場上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的放牧勞力（人或牧羊犬）。它使用2D和3D感應(yīng)器，且內(nèi)置了全球定位系統(tǒng)，能夠根據(jù)牛群的運(yùn)動(dòng)速度來趕著它們移動(dòng)。牛群被機(jī)器人趕著不斷繞圈走，有意思吧。目前，這款機(jī)器人已通過應(yīng)用測試階段，使用效果理想。

7、葡萄園機(jī)器人

法國的發(fā)明家發(fā)明了專門服務(wù)于葡萄園的機(jī)器人，并把它命名為Wall-Ye。它幾乎能代替種植園工人的所有工作，包括修剪藤蔓、剪除嫩芽、監(jiān)控土壤和藤蔓的健康狀況等。除此之外，Wall-Ye比現(xiàn)有的種植園機(jī)器人多出一種功能——安全系統(tǒng)。Wall-Ye只能在由程序設(shè)定好的種植園工作，危險(xiǎn)情況下還能啟動(dòng)自我毀滅程序。危險(xiǎn)情況下寧愿啟動(dòng)自我毀滅程序也不“反叛”，夠炫吧。

8、育苗和移栽機(jī)器人

育苗工作大部分內(nèi)容都是把盆栽作物搬來搬去，單調(diào)而枯燥，浪費(fèi)人力而且效率不高。美國波士頓的育苗機(jī)器人很好地解決了這個(gè)問題。這種育苗機(jī)器人由滾動(dòng)輪胎、抓手和托盤組成。工作人員只要實(shí)現(xiàn)在觸摸屏上設(shè)定地點(diǎn)參數(shù)，機(jī)器人就能感應(yīng)盆栽，并自動(dòng)把它們移動(dòng)到目的地。德國科學(xué)家研發(fā)出一款名叫BoniRo 的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，它配備高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航，能將自己的位置精確到2cm以內(nèi)。其外形像四輪越野車，工作原理是利用光譜成像儀來區(qū)分出綠色作物和褐色的土壤，在行進(jìn)中記錄每株作物的位置，在生長季中一次次返回原地觀察它們的生長狀況。

近年來，國內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)取得重大突破。如國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心環(huán)境控制部門與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的氣力旋轉(zhuǎn)自動(dòng)嫁接機(jī)，該機(jī)主要以西瓜、黃瓜、甜瓜為嫁接對象，嫁接生產(chǎn)率達(dá)450株/h以上：嫁接成功率90％以上；由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的2JC-350型插接式自動(dòng)嫁接機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，操作方便，生產(chǎn)率為350株/h。經(jīng)改進(jìn)后生產(chǎn)率已達(dá)500株/h。由于采用插接法進(jìn)行機(jī)械嫁接，不需嫁接夾等夾持物。適用黃瓜、甜瓜和西瓜的嫁接作業(yè)，嫁接成功率達(dá)93％。上海帥耀諾機(jī)械科技公司SOP-TJ800 型蔬菜嫁接機(jī)。適合于西瓜、黃瓜、甜瓜、茄子、辣椒、西紅柿等作物的嫁接作業(yè)。秧苗旋切方式作業(yè)，切削質(zhì)量好。需2人上苗操作，生產(chǎn)效率：800株/h，嫁接成功率：98% 。由天津市農(nóng)機(jī)研究所和天津市靜海縣興盛機(jī)械有限公司共同研制的便攜式蔬菜自動(dòng)嫁接機(jī)，采用的負(fù)壓吸附固定系統(tǒng)、電磁鐵為動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)切削系統(tǒng)、嫁接苗墊板系統(tǒng)和砧木壓葉等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特，實(shí)現(xiàn)了固定苗卻不傷苗、不脫落，快速切苗、傷口污染少，將生長點(diǎn)完全切下且不切傷子葉，屬國內(nèi)首創(chuàng)。機(jī)具能滿足黃瓜嫁接的農(nóng)藝要求，可減輕農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度，為蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化提供了一種先進(jìn)實(shí)用的生產(chǎn)機(jī)具。

在“壽光蔬菜博覽會(huì)”上，由壽光科技人員自主研發(fā)的智能機(jī)器人穿梭于菜架中，采摘、管理動(dòng)作精準(zhǔn)流暢，讓游客在零距離接觸中感受智能化種植帶來的便捷和高效。

據(jù)了解，這幾種機(jī)器人的能源系統(tǒng)是利用太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過變壓變頻用蓄電池將電能存儲(chǔ)起來。當(dāng)機(jī)器人電量不足時(shí)，自動(dòng)搜索充電地點(diǎn)，自動(dòng)完成充電對接。當(dāng)機(jī)器人充電完畢后，再繼續(xù)執(zhí)行上次未完成的任務(wù)。

9、分檢果實(shí)機(jī)器人

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將各種果實(shí)分檢歸類是一項(xiàng)必不可少的農(nóng)活，往往需要投入大量的勞動(dòng)力。英國西爾索農(nóng)機(jī)研究所的研究人員開發(fā)出一種結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用、操作簡便的果實(shí)分檢機(jī)器人，從而使果實(shí)的分檢實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。它采用光電圖像辨別和提升分檢機(jī)械組合裝置，可以在潮濕和泥濘的環(huán)境里干活，它能把大個(gè)西紅柿和小粒櫻桃加以區(qū)別，然后分檢裝運(yùn)，也能將不同大小的土豆分類，并且不會(huì)擦傷果實(shí)的外皮。

10、蜜蜂機(jī)器人

據(jù)《科學(xué)》雜志報(bào)道，這種機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感來自蒼蠅仿生學(xué)。蜜蜂機(jī)器人擁有極薄的翅膀和由壓電致動(dòng)器制成的“飛行肌肉”。這些壓電致動(dòng)器是在應(yīng)用電場時(shí)可以擴(kuò)張和收縮的陶瓷條。每個(gè)翅膀都被固定在線腿上方一個(gè)細(xì)長碳纖維軀干的頂部。和真正的蒼蠅一樣，這些翅膀可獨(dú)立活動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和拍打。拍打翅膀產(chǎn)生向下氣流，使蜜蜂機(jī)器人升到空中。它的向前和向后飛行是靠傾斜身體完成的。

11、黃瓜采摘機(jī)器人

日本和荷蘭等國較早研制黃瓜采摘機(jī)器人。以荷蘭為例，其Henten等研制的黃瓜采摘機(jī)器人，適合對斜拉線模式種植、沒有葉片遮當(dāng)干擾的0.8~1.5m高度范圍內(nèi)黃瓜進(jìn)行采摘。該機(jī)器人以溫室供熱管道為軌道，行駛速度0.8m/s。機(jī)器人通過單目相機(jī)在不同位置采集850和970nm黃瓜近紅外圖像形成立體視覺，實(shí)現(xiàn)對黃瓜的目標(biāo)識別和果梗采摘點(diǎn)定位。采摘機(jī)械臂采用三菱6自由度工業(yè)機(jī)械臂，用夾持方式夾緊果實(shí)后，用高壓電極燒斷果梗，有利于防止細(xì)菌感染。采摘成功率約80%，單根黃瓜采摘平均耗時(shí)45s。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的袁挺等2009年研制了國內(nèi)第一臺(tái)黃瓜采摘機(jī)器人。機(jī)器人采用履帶式移動(dòng)底盤和機(jī)器視覺導(dǎo)航。目標(biāo)識別則采用雙目立體視覺，為了更好地區(qū)分同為綠色的葉片和果實(shí)，加設(shè)了830mm的近紅外帶通濾波。目標(biāo)識別定位后，由4自由度輕型機(jī)械臂帶動(dòng)雙指式機(jī)械手抓持目標(biāo)，然后由擺動(dòng)氣缸帶動(dòng)刀片實(shí)現(xiàn)對瓜柄的切割。采摘成功率達(dá)85%，單根黃瓜采摘耗時(shí)28.6s。

12、收棉花的機(jī)器人

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院副教授王玲所在的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種機(jī)器人，不僅可以采摘棉花，還能迅速、準(zhǔn)確地判斷出籽棉的品級。

對農(nóng)民來說，收棉花是一件苦差事。而且人工采棉耗費(fèi)的成本相當(dāng)大，所投入的勞動(dòng)力約占整個(gè)生產(chǎn)過程的50%。例如，在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)，種植700萬畝棉花，每年付出拾花采摘費(fèi)近4億元。  王玲和團(tuán)隊(duì)研制的這種機(jī)器人在采摘前就知道，哪片地里的棉花質(zhì)量好，哪片地里的棉花質(zhì)量差，從而避免重復(fù)或無謂勞動(dòng)。而在種植時(shí)，只需讓棉花植株的種植間距滿足機(jī)器人的寬度，棉田留予一定的條寬來滿足采摘機(jī)械手的工作幅寬。

13、噴霧打藥的機(jī)器人

這是一臺(tái)三四人高的龐然大物，其綠色外殼造型特異酷似科幻影視作品中的“外星人”，它其實(shí)是北京一家植保公司與意大利、西班牙合作生產(chǎn)的噴霧機(jī)。

據(jù)了解，發(fā)生玉米粘蟲災(zāi)害時(shí)，農(nóng)民大概以每人150元/天的價(jià)格雇人打藥，仍雇不到足夠的人手。而玉米成熟時(shí)秸稈高度一般都接近兩米，普通的懸掛式噴桿噴霧機(jī)根本下不去地，農(nóng)民只能看著干著急。而這種“外星機(jī)器人”可自由調(diào)節(jié)行距和高度，其獨(dú)特的設(shè)計(jì)可輕松進(jìn)入各種高度作物的田地，不會(huì)對作物造成損傷。

目前發(fā)達(dá)國家在農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)上投入較多，進(jìn)入實(shí)用的農(nóng)業(yè)機(jī)器人有近200款。我國在農(nóng)業(yè)機(jī)器人（智能化農(nóng)業(yè)裝備）研發(fā)上近年來突飛猛進(jìn)，取得了大量成果，并應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。如智能化的拖拉機(jī)、智能化耕耘播種施肥機(jī)械、智能化灌溉機(jī)械、智能化施藥機(jī)械、智能化收獲機(jī)械、智能化設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等，皆有國產(chǎn)裝備供給。但總的看，起步晚，進(jìn)展快，后來居上卻需時(shí)日。根據(jù)國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用看，未來我國農(nóng)業(yè)機(jī)器人研制應(yīng)從以下方面求突破：

一是智能化的農(nóng)作物識別定位系統(tǒng)。包括硬件和軟件的圖像、信息處理。目前，識別定位方法除了機(jī)器視覺外，還應(yīng)用到激光及超聲等技術(shù)手段。雙目立體視覺、主動(dòng)移動(dòng)式視覺應(yīng)該受到關(guān)注。

二是柔性采摘靈巧手取代機(jī)械臂，以減少對作業(yè)對象的損傷，提高其實(shí)用性。

三是應(yīng)研發(fā)專用型機(jī)器人。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品目繁多，我們不能指望研發(fā)通用型農(nóng)業(yè)機(jī)器人。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中品種、高矮、大小、形狀、軟硬、作業(yè)要求等各不相同，因此幾乎每種生產(chǎn)都要有相應(yīng)的機(jī)器人。

這一方面說明了工作的難度大，但另一方面也展示了其廣闊的前景，以及其潛在的巨大市場需求。因此，我國要后來居上，趕超先進(jìn)技術(shù)，研制工作應(yīng)走引進(jìn)吸收、借智創(chuàng)新、超越提高的路子，以盡快形成我國農(nóng)業(yè)機(jī)器人（智能化農(nóng)業(yè)裝備）體系，滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展對農(nóng)業(yè)裝備轉(zhuǎn)型升級的要求，提高農(nóng)業(yè)智能化水平，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。