最新5款农业机器人，各个长相奇特，网友：脑洞一下打开了

我国重要领导多次强调：“中国现代化离不开农业现代化，农业现代化关键在科技、在人才”，要去“给农业现代化插上科技的翅膀”。

农业机器人作为推动农业现代化的重要抓手，其发展对于提高农业生产效率、推广农业新技术、保护农田环境、减少人力资源依赖等方面都具有重要意义。

优秀的农业机器人将能够实现农业自动化、信息化与智能化，改变传统农业的作业模式。在压力越来越大的环保压力下，农业机器人的应用也将有利于保护农田环境，避免因过度使用化肥和农药对土壤和地下水造成的污染。

目前，农业机器人已经可以完成部分繁重、琐碎的农业任务，例如播种、喷药、施肥、收获、除草等，从而降低农民的劳动强度，同时减少对人力资源的依赖。

在国内外，多家农业机器人企业正在农业中推广和应用新技术，例如人工智能和机器视觉等技术，促进农业技术创新。

本篇内容我们盘点了2022-2023年国内外出现的典型农业机器人创新技术，为农业机器人领域的开发设计提供一定参考。

▍开放式辐条轮设计亮眼

当我们谈到农业机器人时，除了会想到采摘农产品或除草等用途，移动巡检可能同样重要。

法国机器人一家名为Meropy的创业公司，就创建了一种移动方式超出寻常的机器人SentiV。这个机器人放弃了传统农业机器人所采用的传统橡胶轨道或轮胎包覆式车轮，而是采用了一种无轮辋的开放式辐条轮。

之所以采取这种独特的轮子结构，是因为这一设计能够帮助机器人应对粗糙、不平坦的复杂地形，并在移动过程中尽量减少对农作物的损害。

就移动性来看，这种异形结构的机器人也的确有着独特的优势，据Meropy公司称，SentiV机器人的重量为33磅（15公斤），每天能够通过快速移动巡检20公顷（49英亩），从而检查农作物的健康状态。

由于SentiV搭载了机载GNSS（全球导航卫星系统）模块，用户在该公司官网注册后，可以在电脑上直接为机器人标记出田地地块和周边坐标，然后机器人会通过一次覆盖式移动，确定坐标边界，完成后就能实现农业巡检。

由于采取模块化设计，SentiV的轮毂高度可以通过更换调整。这保证机器人能利用顶部和底部两个摄像头从不同角度对植物进行成像。

Meropy还为机器人配套开发了一个AI算法，能对田间获取的图像基于AI的算法进行近乎实时的处理，比对植物特征，同时提醒用户可能存在的如杂草、疾病和虫害等问题和位置，还能给予用户当前植物状态的生长建议。

▍机器人创新从种子开始

植物一直是机器人设计灵感的源泉，意大利技术研究院与特伦托大学研究人员利用3D打印创建了一个种子形状的机器人。

这个机器人由可生物降解材料制成，具有根据湿度变化探索土壤的能力，能够在周围环境中移动，且不需要电池或其他外部能源。这种人造种子机器人还能自我改造，未来有望在环境监测、重新造林等各个领域得到应用。

这篇名为《4D Printing of Humidity‐Driven Seed Inspired Soft Robots》的研究论文发表在《Advanced Science》杂志上。

据悉，该成果源于欧洲项目I-Seed，I-Seed项目于2021年启动，一直从植物种子获得灵感。其第一个产品I-Seed的灵感来自南非天竺葵的种子结构，主要目标是创建一种新型机器人，从而复制了天竺葵随周围环境湿度变化而改变形状的能力，即所谓的湿态结构。

当合适的环境条件出现时，这些种子从植物中分离出来，利用自身的吸湿特性，改变形状并独立移动以探索和渗透土壤，从而增加发芽的机会，且能够作为传感器监测土壤质量参数，包括汞等污染物，以及二氧化碳水平、温度和湿度等空气指标。

意大利技术研究院生物启发柔性机器人实验室研究人员解释道，在模仿了根部和攀缘植物的生长和运动策略后，因此研究团队重点研究了天竺葵科植物典型的种子携带结构的运动和扩散特征。

为了确定最佳解决方案，研究人员结合3D打印和静电纺丝技术复制了种子设计，同时他们还测试了具有所需特性的不同材料，例如能够吸湿和膨胀的材料——纤维素纳米晶体和聚环氧乙烷，以及基于聚己内酯的可生物降解和热塑性聚合物。

研究人员称，这些可生物降解和能源自主的机器人，将用作表层土壤勘探和监测的无线、无电池工具，这种受生物启发的方法能够使人们制造出低成本的仪器，用于收集具有高空间和时间分辨率的现场数据，特别是在没有可用监测数据的偏远地区。

▍粮仓机器人也能走向太空

国际粮农组织（(联合国粮食及农业管理局)）曾经发布过一个数据，全世界在粮食储藏阶段的损失超过了6.3亿吨，相当于粮仓粮食的20%以上，粮仓内如果储存不当，几个周内温度会陡然升高，仓内水分会持续增加，成为霉菌形成的最佳生存环境，甚至会吸引象鼻虫等害虫。

但人们肉眼很难发现这些问题的出现，如果一堆发生病害的谷物位置处于核心区域，经过几个周的扩大和生长，一旦发现就为时已晚。采用机器人实现深区域谷物样本采集检测与扇热，就成为了一个非常细分且重要的领域。

英国在前不久一款粮仓“冲浪”机器人进入人们的视线。这款机器人由英国爱丁堡名为Crovoer的初创公司在2018年开发，能深入十米深的谷物堆，提前发现被害虫或霉菌侵袭的地方。

从外观上来看，这款机器人采用螺旋推进式的轮子，采取摩擦力实现平稳移动，底盘下有一个光滑的平面，这保证了能在粮食地里拥有较强通过性与移动性，前后两端则采取犁与耙结合的设计，适合散堆铺开晾晒场景，侧面还有一个可遥控传感器，可实现自主路径规划和移动。这种设计一方面可以减少坍塌或堆内发热、霉变，另一方面也让机器人和检测人及时查看粮温、粮情。

据外媒报道，该公司创始人Conti表示，该款机器人目前采取租赁的方式运营，每台机器人每年的单机租赁费用约为3万元人民币，而如果加上配套的软硬件，整体费用则约为6万元每年，预计能为大农场的使用者每年节省380顿的粮食。就技术的潜在市场而言，世界银行估计，全球目前有超过 20 公项耕地和多达3,036,960个拥有粮仓的粮食农场。这意味一个不小的市场。

当然，这款机器人因为通过性极强而且结构设计具有一定参考价值，获得了欧洲航天局（ESA）的直接拨款和投资，还有欧盟食品和农业创新倡议、EIT FOOD 以及爱丁堡大学等机构的支持，未来计划将进一步采取3D打印等方式，提高零部件的可靠性和稳定性。网友调侃称，这也算是从田间地里走向了星辰大海。

▍能采“菊”的机器人

采摘机器人是一种新型智能农业机械装备，涉及人工智能监测、自动控制、图像识别技术、环境建模算法、感应器、柔性执行等技术，可节省40%作业量。

金丝皇菊药茶两用，在我国江西、安徽等地有广泛种植，花形可达8—10厘米，是一般菊花花朵的2倍。由于花期不一致，金丝皇菊不像普通菊花一样可成片采摘，必须单朵采摘。因此，市面上已有的杭白菊、滁菊等一次性菊花收获机无法适用于金丝皇菊。受此影响，目前种植户只能人工采摘金丝皇菊，效率相对低下，综合成本也较高。

依托位于湖熟现代农业产业园区的中国菊花种质资源保存中心、世界最大菊花基因库——南农大湖熟菊花基地资源，南京农业大学工学院和园艺学院去年起联合攻关金丝皇菊机械化采摘难题，由工学院院长汪小旵教授团队具体实施，2022年10月，该机器人一代样机已经在湖熟完成实地采摘试验。   

这个能采摘金丝皇菊的机器人采用双履带驱动，像是一个抓娃娃机的抓手，高约1.2米，左右宽约1.5米，可保证机器人在垄间行进的通过性。在机器人顶部装有一台3D视觉以及一个识别装置，能通过大数据比对判断花朵成熟度及其位置，让机器人在花丛中精准查找出花朵直径大于8厘米的花朵，随后机械臂实现合理路径规划并控制执行动作，机械臂末端采用一个夹爪，配合刀片可以完成从稳定到采摘的全过程。

关于二代样机改良，汪小旵教授团队计划将其改良为可拆卸式结构，以适应不同大小地块和不同作业环境，同时未来成本控制在3万元以内。“未来，这款机器人采摘速度将实现10秒每朵，还可夜间作业，效率是人工的10倍。”汪小旵预测，该机器人最快将于今年完成三次迭代、推广上市。

除了金丝皇菊采摘，汪小旵教授团队还研发有可以自动完成草莓采摘任务等多个“选择性收获机器人”，其技术形式类似，都是使用视觉和机器学习技术来识别和定位成熟的果实，然后使用机械臂和夹爪等工具将其采摘下来，最后将采摘的果实顺利放置在收集箱中。

除了用于草莓采摘的，汪小旵教授团队还研制了用于土地起垅消毒的“火焰土壤消毒机”等智能化设备，形成了生产种植全程机械化、智能化开发系列农机装备研发。

▍棉花打顶亮点多

除了水稻小麦等基本农业作物，一些研发者开始将目光开始投向了量大且特殊的植物采摘。

棉花具有无限生长的习性，顶端优势明显，而通过打顶即可消除这一优势，调节体内水分、养分等物质的运输方向，对于棉花有着明显的增产效果。因此，适时进行打顶操作是棉花栽培过程中的一个关键环节。

近日，国内一家名为纬尔科技的企业，针对棉花打顶工艺开发了一款全新机器人。近期该企业得到了李泽湘教授旗下清水湾基金与零以创投联合领投的数千万人民币天使轮投资。

这款机器人，集 " 双目视觉三维重建 + AI 规划算法 + 精准作业控制技术 " 为一体，实现了三维空间定位，解决了顶叶生长高度与朝向的无序性问题，同时与自建覆盖不同棉花植株品类与作业条件的百万级棉花顶叶数据集匹配比对，能将顶叶识别率大幅提升至99%以上，最终通过算法进行 AI 作业规划与机械臂调度，实现精准的顶叶去除。

将棉花打顶农艺去人化，实现傻瓜式高质量打顶作业，能降低近 90% 工艺成本。纬尔科技创始人兼 CEO 柳铮北大荒背景出身，对于大田作业场景有着较深认识。他表示，未来将发展模块化等机器人底层技术，践行‘农艺即农具’的产品化思路，用科技赋能农业生产力。

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