农业机器人“突围”还需“软硬兼施”
研发难度“大于设计芯片”——
农业机器人“突围”还需“软硬兼施”
伴随着启动键被按下，一根白灰相间的机械臂缓缓升起、旋转，随后位于机械臂末端的橡胶“花朵”式装置套住一颗被细线吊起的草莓，随着旋转，草莓被完整地“摘”下。
这是一台专门用来采摘草莓的单臂式机器人，在它的身旁还有可以高效率摘苹果与猕猴桃的四臂机器人、高速采收芦笋的机器人、一母舱多无人机的空地协作机器人……
这些机器人被统称为农业机器人。此刻，他们被整齐地摆放在江苏大学校园内，而在它们身后的一座小礼堂内，由中国农业机械学会、中国农业机械工业协会、中国农业工程学会、中国农业机械化协会、中国农业机械流通协会与江苏大学共同主办的“沃得农机·2026耒耜国际会议”正在召开。
在这场将“农业装备智慧提质”作为主题之一的会议上，农业机器人的现状与未来成为了与会专家讨论的一个重要话题。
超400亿美元的市场规模
所谓农业机器人，是指面向农业场景可精确感知、自主决策、只能控制、自主执行的机器人。
这个定义是中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江在演讲中给出的。在给出这个定义的同时，赵春江也给出了另外一组数字——
“农业机器人的发展与我国农业行业的背景紧密关联。”他表示，随着人工成本的快速发展，目前国内一般性的农事活动的人工成本已经占到了总成本的50%以上，如果是用工较多的复杂农事活动，其人工成本所占的比例会达到70%。
“这意味着，能够在很大程度上取代人力的农业机器人，未来将是我们需要非常关注的未来的领域。”赵春江说。
在我国，早在“十一五”期间，国家便以支持果树采摘为起点，开始布局农业机器人的研发和推广。此后，我国在“十二五”期间开始探索机器人大田除草作业的研发，至“十三五”和“十四五”期间，智能农机装备乃至无人化智能农业装备技术的研发迎来了快速发展期。
“截至2024年，我国每年农业机器人的产能和产量已经分别达到6.6万台、5.6万台。”中国机械工业集团有限公司科技发展部副部长吴海华说。
如此大的产能背后，是同样庞大的产业规模和前景。
根据吴海华提供的数字，预计到2031年，国内农业机器人的行业投资规模将达到96.82亿元，产量将达到115.95万台，需求量将达到114.95万台。
如果将视角放到全球范围内，农业机器人的产业前景同样广阔。
根据印度市场研究与商业咨询公司360iResearch的估测，2025年，全球农业机器人的产业规模有165亿美元，2026年为186.5亿美元，至2032年，这一数字将达到402.1亿美元。而根据赵春江给出的数字，预计到2031年，全球农业机器人的市场规模将达到404.4亿美元。
事实上，就在此次会议期间，江苏大学农业机器人团队的一项名为“一种水平棚架果实的仿形收获机器人系统及其作业方法”的成果，便以1050万元的价格许可河南某企业实施，该成果能将葡萄的采收效率从过去每小时约200串大幅提升至每小时约1690串。
“可以说，农业机器人是农业装备升级之路，也是农业机械化、智能化的重要支撑和未来农业的核心要素，更是我国参与国际竞争并引领的重要方向。”吴海华说。
只是，在面对机遇的同时，农业机器人的发展也存在重重挑战。
难度大于芯片研发
对于目前农业机器人在国内的应用概况，吴海华用了两句话来形容——能用、可用，但不好用、不易用、不适用。
“究其原因，一方面是我们的底层技术、根技术的原创性研发不足，产业链尚不完善；但另一方面，也与农业本身的特点有关。”他说。
对此，国家数字农业装备（人工智能和农业机器人）创新分中心首席专家、中国农业工程学会人工智能和农业机器人专业委员会主任刘继展表示，农业场景多种多样，有大田农业、也有温室农业以及经济作物种植，更有养殖业、加工业乃至运输业等其他门类，而这场景完全处于自然状态，不可控因素极多。
“这就对农业机器人的作业性能提出了极高要求。”他解释说，在确保高劳动效率的基础上，机器人要具有强泛化视觉，毕竟果树上的每个果子都有不同形态，成熟程度也不尽相同，甚至还有套不套袋之分，机器视觉要有广泛的适应能力；同时，农作物相对易损的特点，也对农业机器人解决效率与损伤率之间的矛盾提出了更高的要求；此外，农田环境多样、条件随机、工况复杂，机器人还要拥有自主脱困的能力。
“此外，基于使用群体的特殊性，农业机器人还要有易操控的特点，最好如傻瓜相机一般操作简单。”刘继展说。
这些特点意味着农业机器人的技术难度可能远超很多人的预料，正如在演讲中，刘春江引用美国Harvest CROO机器人公司创始人鲍勃?皮策的一句话形容：“在我看来，芯片设计比开发草莓采摘机器人容易得多。”
缺失的行业标准
值得一提的是，我国农机装备近年来已经取得较大进展，打结器、无级变速器等关键零部件以及混合动力拖拉机、340马力无级变速拖拉机等产品取得突破，但高端农机“卡脖子”困局依然存在。对此，中国农业大学中国农业机械化发展研究中心主任杨敏丽曾直言，我国农机装备基础理论和关键共性技术研究尚处于工业化发展初期。
发言中，吴海华也表示，目前国内农业机器人领域，依然存在感知认知、学习决策、人机交互、自适行走、多机自主、集成管控等多项技术尚未突破，这导致农业机器人往往存在识别不准、控制不精、管控不灵、作业不快的问题。
“这些都是我们未来需要重点攻克的核心技术短板。”他说。
除硬件技术外，未来农业机器人的研发还需攻克一些“软性问题”。
发言中，农业农村部智慧农业技术装备质量检验测试中心（北京）副主任梅鹤波便在坦言，当前国内农业机器人标准化顶层设计缺失、相关工作严重滞后。
据他介绍，目前我国还没有专门的农业机器人标准体系，专门针对农业领域的国家标准仅有3项，地方标准两项，行业标准更是一项都没有，即便是团体标准，也只有大约30余项。这与我国农业机器人迅速发展的需求完全不匹配，严重阻碍了农业机器人行业高质量发展。
“农业机器人标准体系应坚持系统化布局思路，不仅关注整机和作业功能，还要同步覆盖基础通用、共性技术、关键零部件与整机、场景应用、测试验证、安全伦理等关键环节，逐步形成支撑技术创新、产品评价和产业推广的全链条标准体系。”梅鹤波说，在这方面，我们还有很多工作要做。