報告主要探討了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)需求、典型機(jī)器人與關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題、發(fā)展趨勢以及技術(shù)創(chuàng)新等方面，為農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展提供了全面的分析與展望。

　　1. 產(chǎn)業(yè)需求背景：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多，如大田作物的耕地、播種，果園作物的灌溉、采摘等，且當(dāng)前面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，西方勞動力短缺、不穩(wěn)定且成本高昂，以草莓采摘為例，疫情期間季節(jié)性采摘工缺乏嚴(yán)重影響生產(chǎn) 。另一方面，據(jù)FAO測算，到2050年世界需增加60%食物生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率亟待提高。同時，世界和中國農(nóng)業(yè)勞動力占比下降，中國還面臨勞動力老齡化問題，農(nóng)業(yè)勞動力短缺日趨嚴(yán)重，急需農(nóng)業(yè)機(jī)器人替代人工作業(yè)。

　　2. 典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人與關(guān)鍵技術(shù)：涵蓋多種類型，巡檢、作物表型、放牧機(jī)器人，關(guān)鍵技術(shù)包括移動平臺、導(dǎo)航、表型分析等；對靶施藥、施肥機(jī)器人，涉及對行導(dǎo)航、作物檢測等技術(shù)；精準(zhǔn)除草機(jī)器人，運(yùn)用雜草與作物檢測、執(zhí)行器設(shè)計(jì)等技術(shù)；剪枝機(jī)器人，采用點(diǎn)云配準(zhǔn)、多傳感融合等技術(shù)；果蔬采摘機(jī)器人，融合視覺伺服、路徑規(guī)劃等技術(shù)。此外，團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了具有獨(dú)立產(chǎn)權(quán)的采收一體式番茄串采和草莓采摘機(jī)器人。

　　必一運(yùn)動

　　3. 發(fā)展現(xiàn)狀與問題：農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化程度不一，移動平臺、對靶施藥機(jī)器人等已產(chǎn)業(yè)化，精準(zhǔn)除草、果園運(yùn)輸機(jī)器人接近產(chǎn)業(yè)化，而果蔬采摘、剪枝機(jī)器人離產(chǎn)業(yè)化仍有較大距離。存在的問題包括復(fù)雜環(huán)境下感知不精準(zhǔn)、動態(tài)環(huán)境下手 - 眼 - 腳 - 腦協(xié)調(diào)難、末端執(zhí)行器操作不靈巧、效率低、持續(xù)作業(yè)難、智能程度低以及成本高、適應(yīng)性差等。

　　4. 發(fā)展趨勢與技術(shù)創(chuàng)新：短期來看，未來3 - 5年，對靶施藥、病蟲害防控等機(jī)器人將大量使用，精準(zhǔn)除草、果園運(yùn)輸機(jī)器人逐步推廣，果蔬采摘機(jī)器人初步應(yīng)用，同時在感知技術(shù)、核心部件國產(chǎn)化等方面取得突破。長期而言，未來5 - 20年，通用農(nóng)業(yè)機(jī)器人（一機(jī)多用）、多機(jī)協(xié)同、邊 - 端 - 云協(xié)同將成為發(fā)展方向。在技術(shù)創(chuàng)新上，深度學(xué)習(xí)、新材料、觸覺反饋等新技術(shù)將被引入，智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)涵蓋智能感知、決策控制、靈巧執(zhí)行、自主移動等多個方面，還涉及Agri - ROS操作系統(tǒng)、邊 - 端 - 云協(xié)同和系統(tǒng)集成等 。