1、施肥機器人

美國一家農(nóng)業(yè)機械公司的科技人員推出的機器人，會從不同土壤的實際情況出發(fā)，適量施肥。它的準確計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)機具。使用表明，這種智能化機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)控機具作業(yè)參數(shù)。作業(yè)效率、質(zhì)量明顯提高，達到節(jié)約種、肥、藥和節(jié)能降耗之目的。山東省農(nóng)機院、福田雷沃重工等研制的2BYFZ-4智能型玉米精量播種施肥機，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補種、補肥、自動疏通裝置，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)的計量，以及缺種、堵塞故障報警、自動化補種；后者能實現(xiàn)株距與施肥量的電動無級調(diào)節(jié)。

2、 除草機器人

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

我國對自動對靶噴霧技術(shù)等識別性變量噴藥進行了長時間的深入研究，并已開發(fā)出相應(yīng)機具應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。如將紅外探測技術(shù)、自動控制技術(shù)應(yīng)用于噴霧機上，研制出果園自動對靶噴霧機，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植保作業(yè)，表現(xiàn)非凡。

3、采摘柑桔機器人

西班牙科技人員發(fā)明的這種機器人由一臺裝有計算機的拖拉機、一套光學(xué)視覺系統(tǒng)和一個機械手組成，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，而靠手工只能摘8個。另外，通過裝有視頻器的機器手，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器人。研制者為了實現(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)的激光主動測量方法，通過實時獲取果串內(nèi)果粒的圖像坐標，控制執(zhí)行部件動態(tài)調(diào)整攝像機的空間姿態(tài)，對不同果粒進行對靶測距，并據(jù)此測算果串外形參數(shù)，為采摘機器人自動采收提供依據(jù)。適用范圍：櫻桃、番茄的采摘。

4、 采摘蘑菇機器人

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

5、擠奶機器人

英國劍橋大學(xué)的奶牛場，機器人安裝在奶牛圈舍旁邊，奶牛一旦需要擠奶，會自動排隊等待機器人服務(wù)。這時，機器人會先對奶牛的乳房進行掃描定位并進行清潔消毒，通過自動感知把吸奶嘴固定好，然后擠奶。擠奶機器人擠奶過程中對奶質(zhì)進行檢測，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，自動傳輸?shù)綇U奶存儲器；對合格的牛奶，機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。擠奶機器人還能自動收集、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，會自動報警，大大提高了勞動生產(chǎn)率和牛奶品質(zhì)，有效降低了奶牛發(fā)病機率，節(jié)約了管理成本，提高了經(jīng)濟效益。據(jù)調(diào)查，擠奶機器人的使用，可以提高奶產(chǎn)量20%～50%。

6、放牧機器人

澳大利亞的發(fā)明家創(chuàng)造出一種像牧羊犬的機器人，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)牛群的運動速度來趕著它們移動。牛群被機器人趕著不斷繞圈走，有意思吧。目前，這款機器人已通過應(yīng)用測試階段，使用效果理想。

7、葡萄園機器人

法國的發(fā)明家發(fā)明了專門服務(wù)于葡萄園的機器人，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，危險情況下還能啟動自我毀滅程序。危險情況下寧愿啟動自我毀滅程序也不“反叛”，夠炫吧。

8、育苗和移栽機器人

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，浪費人力而且效率不高。美國波士頓的育苗機器人很好地解決了這個問題。這種育苗機器人由滾動輪胎、抓手和托盤組成。工作人員只要實現(xiàn)在觸摸屏上設(shè)定地點參數(shù)，機器人就能感應(yīng)盆栽，并自動把它們移動到目的地。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)自動嫁接機，該機主要以西瓜、黃瓜、甜瓜為嫁接對象，嫁接生產(chǎn)率達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型插接式自動嫁接機，結(jié)構(gòu)簡單、成本低，操作方便，生產(chǎn)率為350株/h。經(jīng)改進后生產(chǎn)率已達500株/h。由于采用插接法進行機械嫁接，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93％。上海帥耀諾機械科技公司SOP-TJ800 型蔬菜嫁接機。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)機研究所和天津市靜海縣興盛機械有限公司共同研制的便攜式蔬菜自動嫁接機，采用的負壓吸附固定系統(tǒng)、電磁鐵為動力的旋轉(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)計獨特，實現(xiàn)了固定苗卻不傷苗、不脫落，快速切苗、傷口污染少，將生長點完全切下且不切傷子葉，屬國內(nèi)首創(chuàng)。機具能滿足黃瓜嫁接的農(nóng)藝要求，可減輕農(nóng)民勞動強度，為蔬菜生產(chǎn)機械化提供了一種先進實用的生產(chǎn)機具。

在“壽光蔬菜博覽會”上，由壽光科技人員自主研發(fā)的智能機器人穿梭于菜架中，采摘、管理動作精準流暢，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起來。當(dāng)機器人電量不足時，自動搜索充電地點，自動完成充電對接。當(dāng)機器人充電完畢后，再繼續(xù)執(zhí)行上次未完成的任務(wù)。

9、分檢果實機器人

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

10、蜜蜂機器人

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

11、黃瓜采摘機器人

日本和荷蘭等國較早研制黃瓜采摘機器人。以荷蘭為例，其Henten等研制的黃瓜采摘機器人，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)黃瓜進行采摘。該機器人以溫室供熱管道為軌道，行駛速度0.8m/s。機器人通過單目相機在不同位置采集850和970nm黃瓜近紅外圖像形成立體視覺，實現(xiàn)對黃瓜的目標識別和果梗采摘點定位。采摘機械臂采用三菱6自由度工業(yè)機械臂，用夾持方式夾緊果實后，用高壓電極燒斷果梗，有利于防止細菌感染。采摘成功率約80%，單根黃瓜采摘平均耗時45s。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的袁挺等2009年研制了國內(nèi)第一臺黃瓜采摘機器人。機器人采用履帶式移動底盤和機器視覺導(dǎo)航。目標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，加設(shè)了830mm的近紅外帶通濾波。目標識別定位后，由4自由度輕型機械臂帶動雙指式機械手抓持目標，然后由擺動氣缸帶動刀片實現(xiàn)對瓜柄的切割。采摘成功率達85%，單根黃瓜采摘耗時28.6s。

12、收棉花的機器人

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院副教授王玲所在的團隊研發(fā)出一種機器人，不僅可以采摘棉花，還能迅速、準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。而且人工采棉耗費的成本相當(dāng)大，所投入的勞動力約占整個生產(chǎn)過程的50%。例如，在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團，種植700萬畝棉花，每年付出拾花采摘費近4億元。  王玲和團隊研制的這種機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。而在種植時，只需讓棉花植株的種植間距滿足機器人的寬度，棉田留予一定的條寬來滿足采摘機械手的工作幅寬。

13、噴霧打藥的機器人

這是一臺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。

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

目前發(fā)達國家在農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)上投入較多，進入實用的農(nóng)業(yè)機器人有近200款。我國在農(nóng)業(yè)機器人（智能化農(nóng)業(yè)裝備）研發(fā)上近年來突飛猛進，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、智能化耕耘播種施肥機械、智能化灌溉機械、智能化施藥機械、智能化收獲機械、智能化設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備、農(nóng)業(yè)機器人等，皆有國產(chǎn)裝備供給。但總的看，起步晚，進展快，后來居上卻需時日。根據(jù)國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)應(yīng)用看，未來我國農(nóng)業(yè)機器人研制應(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、主動移動式視覺應(yīng)該受到關(guān)注。

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

三是應(yīng)研發(fā)專用型機器人。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，趕超先進技術(shù)，研制工作應(yīng)走引進吸收、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，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。