農業機器人是促進鄉村產業振興的重要技術依托

文李偉 中國農業大學

劉進長 科技部高技術研究發展中心

2020年中央一號文件《中共中央 國務院關于抓好“三農”領域重點工作確保如期實現全面小康的意見》，是21世紀以來第17個聚焦“三農”的一號文件。

面對國內外風險挑戰明顯上升、經濟下行壓力加大的復雜局面，穩住農業基本盤、發揮“三農”壓艙石作用，至關重要。為貫徹中央一號文件精神，近日農業農村部制定了《2020年鄉村產業工作要點》，提出以信息技術帶動業態融合，促進互聯網、物聯網、區塊鏈、人工智能、5G、生物技術等新一代信息技術與農業融合。

新一代信息技術與農業融合是時代新課題

隨著現代社會城鎮化的發展，農業從業人員持續減少、人工成本不斷提高、傳統機械作業粗放，使得未來誰來種田、怎樣種田的問題凸顯。如何提高“土地產出率、資源利用率、勞動生產率”，是“三農”面臨的核心問題。如何用現代農業技術補齊“三農”短板，如何將人工智能、5G、生物技術等新一代信息技術與農業融合？經濟社會發展給我們提出了新課題、新挑戰。當今社會的發展趨勢表明，農業機器人技術是破解上述問題的核心要素之一。隨著高端制造技術的不斷發展，農業機器人進入田間生產，在機器代人、精準作業、高效生產需求下彰顯出巨大作用，是促進鄉村產業振興的重要技術依托。

1. 青瓜采摘機器人

2. 番茄采摘機器人

3. 果園施藥機器人

4. 茶園施藥機器人

農業機器人，是新一代傳感技術、信息技術、高端制造裝備與農業的高度結合。農業智能化裝備通過加載多傳感器、自動控制、物聯網等技術，使農田作業裝備實現自動化、智能化。

近年來，國內外農業機器人技術迅猛發展，主要來自于4個方面的原因。

一是高端技術壁壘的打破，借以依賴人工智能（AI）技術的機器視覺、自動導航、深度學習、大數據、云計算等逐漸進入可應用領域；人工智能（AI）軟件平臺開放、共享，高新技術逐步落地。

二是硬件成本下降，機器人本體、傳感器等硬件價格持續下降，買得起、用得起推動了農業機器人技術發展。

三是市場需求剛性，農業勞動力極度短缺、農產品需求個性化、綠色精準種植方式的需求，使機器人代替傳統粗放型耕作方式成為現代農業生產的重要技術手段。

四是農業集約化經營模式，農業經營新主體的出現使知識農民、職業農民成為經營新主體，高效、精準、高質量作業機器成為他們的優先選擇。

作為智能農機裝備的頂端技術，農業機器人已經融入我國農業生產中：果蔬采摘、自動駕駛、智能鋤草、耕整地、插秧、施藥、施肥等。如何進一步推進農業機器人技術創新，創制與我國農藝相適應的生產技術模式，為打贏脫貧攻堅戰和補上全面小康“三農”短板貢獻智能農機的力量，需要我們努力探索與實踐。

推進農業機器人技術創新的4點建議

國家政策導向，農機補貼引領。農機補貼，是我國農機市場的晴雨表；補貼種類與政策，決定了農機市場的產品形態與技術高度。長期以來，我國農機補貼占位中低端，高端自主研發創新產品很難享受補貼政策，這是造成我國農機裝備水平落后于歐美、日韓等發達國家的重要因素之一。

2016年9月，經國務院審定的《十三五全國農業現代化規劃》，是我國制訂的第一個農業現代化規劃，標志著我國農業現代化進入頂層設計階段。然而5年來，距離迎來現代農業大步走的局面、距離小康社會的要求還相差甚遠。只有優化完善農機購置補貼政策，有意識地將高端、智能農業機器人技術產品列入補貼目錄，創新產品專項鑒定與購置補貼，才能讓農業新主體看到農業機器人、敢于購置農業機器人，進而營造智能農機裝備良好生態。

創新人才培訓機制，引領新型主體成為知識型職業農民。我國40%的耕地由270萬農業新型主體經營，農業生產很大部分依靠合作社、家庭農場、牧場、種植業和養殖業大戶、龍頭企業等新型經營主體。到2020年，中國新型職業農民將超2000萬人。大批新型職業農民活躍在農業生產經營一線，正在成為現代農業建設的主導力量。新主體、新農民的最大特點是“小四化”：市場化、規模化、標準化、信息化。按道理，他們有能力掌握高端農業技術、有熱情使用農業機器人，樂于出錢，用少人高效方式實現耕、種、管、收。所以，需要建立人才培訓機制，讓他們認識農業機器人、買得起、用得了，從而引領新型主體成為知識型職業農民。

科技研發與科技成果轉化雙重激勵機制。“十三五”期間，我國農業科技進步貢獻率已達56%，但是距離發達國家農業科技水平還有很長的路要走。很多技術瓶頸、卡脖子技術亟待突破。近10年來，我國科技研發經費與精力投入明顯提高，但走出實驗室進入農業生產應用的研發成果非常有限，專利申報基數很大，轉化成果有限。近日，教育部網站發布《教育部 國家知識產權局 科技部關于提升高等學校專利質量促進轉化運用的若干意見》，指出突出轉化導向，樹立“高校專利等科技成果只有轉化才能實現創新價值”“不轉化是最大損失”的理念。由此，建立科技研發與科技成果轉化雙重激勵機制非常必要。鼓勵科技人員把論文寫在祖國大地上，推出科學研究與生產實際接軌的農業機器人成果，使更多的科技成果、高端農機技術走出實驗室，服務于農業生產實際。

吸引社會資本投入。農業機器人至今還是社會資本的處女地，其中的一個重要原因是資本市場對農業、對農業機器人的認識遠遠脫離目前的技術與產業現狀。農業是一個產出低、可持續、很難賺快錢的行業。希望有擔當的社會資本、基金、投資人，能從更長遠的發展視角認識農業、認識農機裝備、認識農業機器人，進而投資農業機器人。在“谷物基本自給、口糧絕對安全”國家戰略思想的指導下，在“中國人飯碗要裝中國糧”的英明決策下，現代農業永遠是朝陽產業。

“非結構環境下機器視覺”進入設施農業

中國農業大學農業機器人研究中心與蘇州博田自動化技術有限公司長期以來致力于探索“農業生產機器人化解決方案”，目前已擁有先進的農業機器人專利技術百余項。秉承“科技創新、智能引領、高效綠色、機器助人”的發展理念，研究團隊創造性地將人工智能和自動化技術引入農業機器人領域，開發了果蔬采摘機器人、智能鋤草機器人、植保機器人等。其中以“非結構環境下機器視覺”為核心技術的“設施農業機器人化生產系統”，結合作物品種、栽培模式等農藝特征，實現溫室巡檢、作物植保、環境加濕、果實采收和物資運輸的物聯網調度，賦能設施農業動態物料生產、管理和運輸的智能化，在設施農業生產中發揮巨大作用；在國內諸多省市設施農業園區中示范應用；在提高作業效率、獲得高附加值的農產品、提高種植者收益及促進鄉村振興中發揮引領作用。