說起現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，如果印象里還只是美國機(jī)械化的大農(nóng)場，或者日韓等國精細(xì)化管理的小塊農(nóng)田，或者以色列的智能化植物工廠，那真是out了，其實(shí)就連筆者這樣專職搞農(nóng)業(yè)的人，都沒有意識到如今在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域掀起的新風(fēng)潮，那就是人工智能，具體來說，就是在當(dāng)今的農(nóng)田或溫室里，除了人和機(jī)械設(shè)備，已經(jīng)開始出現(xiàn)了許多農(nóng)業(yè)機(jī)器人的身影。
隨著近幾年人工智能的飛速發(fā)展，人工智能與社會(huì)各行各業(yè)的結(jié)合進(jìn)入到實(shí)質(zhì)化應(yīng)用階段，比如在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展正如火如荼，所謂“智慧農(nóng)業(yè)”，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點(diǎn)（環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策。農(nóng)業(yè)機(jī)器人正是憑借智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，運(yùn)用GPS導(dǎo)航技術(shù)、傳感技術(shù)和最新的機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)定位、識別，并代替人類完成農(nóng)業(yè)播種、施肥、灌溉、采摘、運(yùn)輸?shù)热斯趧?dòng)，進(jìn)一步提高節(jié)約人力成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
人類自誕生以來，先后經(jīng)歷了原始采集農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、化學(xué)農(nóng)業(yè)、機(jī)械農(nóng)業(yè)、工廠農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)等發(fā)展階段。農(nóng)業(yè)的每一次進(jìn)步都伴隨著勞動(dòng)生產(chǎn)率的大幅提升，正是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升才養(yǎng)活了世界上越來越龐大的人口。但隨著世界人口老齡化趨勢日趨嚴(yán)重，全球農(nóng)業(yè)正面臨著巨大的勞動(dòng)力短缺，據(jù)世界銀行預(yù)計(jì)，到2050年，需要增加50％的糧食來維持日前增長的全球人口，平均每個(gè)農(nóng)業(yè)勞力要能夠生產(chǎn)出供應(yīng)500人的糧食。全球農(nóng)業(yè)人工作業(yè)成本不斷攀升，為農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展提供了充足動(dòng)力。通過自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)，可以提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量和工作效率，緩解勞動(dòng)力短缺的問題，同時(shí)可以減少農(nóng)藥使用對土壤、水源等自然環(huán)境的破壞。
目前，世界上農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的國家主要開發(fā)出了以下幾類農(nóng)業(yè)機(jī)器人。
1．除草機(jī)器人
這款機(jī)器人出自瑞士EcoRobotix公司，庫卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，其主打產(chǎn)品為田間除草機(jī)器人，通過機(jī)器識別技術(shù)，可以準(zhǔn)確識別出雜草，通過機(jī)械手臂對雜草進(jìn)行除草劑噴灑，使除草劑使用量比傳統(tǒng)方式減少了20倍。該機(jī)器人完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，而無需任何操作人員。由于以太陽能為動(dòng)力，每天工作時(shí)長可達(dá)12小時(shí)。同時(shí)，該機(jī)器人只有130公斤重，遠(yuǎn)遠(yuǎn)輕于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，最大限度地減少了機(jī)械對土壤的破壞。
2．施肥機(jī)器人
美國明尼蘇迭州一家農(nóng)業(yè)機(jī)械公司研制出了一款獨(dú)特的施肥機(jī)器人，它可以根據(jù)不同類型土壤的實(shí)際情況，制定不同的施肥策略。采取這種精確施肥技術(shù)，可以大大減少施肥量，既節(jié)約了農(nóng)業(yè)成本，又減少了化肥對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的污染。
3．打藥機(jī)器人
愛爾蘭農(nóng)藥噴灑技術(shù)公司MagGrow研發(fā)的這款農(nóng)作物打藥機(jī)器人，KUKA機(jī)器人示教器維修，致力于解決農(nóng)藥噴灑過程中的藥物漂移的問題。使用永久性稀土磁體產(chǎn)生電磁荷，對農(nóng)藥液滴進(jìn)行磁化處理，使之更容易附著在作物上，可以達(dá)到85－95％的粘附率，減少65－75％的農(nóng)藥使用，并可以使作物產(chǎn)量提高20－40％。
4．授粉機(jī)器人
這款由美國公司研發(fā)的蜜蜂機(jī)器人，能夠取代蜜蜂完成植物的授粉工作。另外，由于這種機(jī)器人續(xù)航能力強(qiáng)、體積小，可以應(yīng)用到災(zāi)后的調(diào)查、搜救等工作當(dāng)中。
5．放牧機(jī)器人
澳大利亞一家公司發(fā)明出了一種放牧機(jī)器人，其能在農(nóng)場上代替?zhèn)鹘y(tǒng)的放牧勞力，它使用2D和3D感應(yīng)器，且內(nèi)置了全球定位系統(tǒng)，能自動(dòng)檢測牛群的運(yùn)動(dòng)速度并驅(qū)趕它們移動(dòng)。
6．采摘機(jī)器人
最后推薦這款由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的黃瓜采摘機(jī)器人，這款機(jī)器人利用多傳感器融合功能，對采摘對象進(jìn)行信息獲取、成熟度判別，并確定采摘對象的空間位置，能夠?qū)崿F(xiàn)在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)、區(qū)域視野快速搜索、局部視野內(nèi)果實(shí)成熟度特征識別、及果實(shí)空間定位、末端執(zhí)行器控制與操作，庫卡機(jī)器人何服電機(jī)維修，最終實(shí)現(xiàn)黃瓜果實(shí)的采摘收獲。
以上六類機(jī)器人只是農(nóng)業(yè)機(jī)器人大家庭中的一小部分成員，農(nóng)業(yè)機(jī)器人相比人工最大的優(yōu)勢是可以24小時(shí)不間斷工作，而且基本上不會(huì)出現(xiàn)操作失誤。缺點(diǎn)是目前首次購買成本還比較高，且需要定期保養(yǎng)維護(hù)。
長遠(yuǎn)來看，盡管農(nóng)業(yè)機(jī)器人代表著農(nóng)業(yè)發(fā)展的新階段，但并不是農(nóng)業(yè)發(fā)展的終極形式。因?yàn)闊o論從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)還是到現(xiàn)在的智能農(nóng)業(yè)，都是在土壤、水分、光照等條件充分具備的條件下，利用農(nóng)作物自身生長特點(diǎn)來為人類生產(chǎn)食物的過程。在工廠化農(nóng)業(yè)階段，雖然可以一定程度上控制農(nóng)作物所需水分、光照、營養(yǎng)的生長條件，但本質(zhì)上仍然離不開對作物本身特性的依賴。目前，一種全新的農(nóng)業(yè)發(fā)展思路–生物農(nóng)業(yè)正在悄然興起，它是通過在實(shí)驗(yàn)室對生物組織的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)人工制造食物的目的，這是一種完全革新性的農(nóng)業(yè)發(fā)展形式。
通過非農(nóng)業(yè)途徑生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，是解決人類對蛋白質(zhì)需求的辦法之一。單細(xì)胞蛋白，俗稱“人選肉”，是一種微生物食品。微生物大多是單細(xì)胞，是核酸和蛋白質(zhì)的實(shí)體。用發(fā)酵法生產(chǎn)這種單細(xì)胞微生物就可以得到極為豐富的單細(xì)胞蛋白。微生物的繁殖速度驚人，500公斤的活菌體，在合適的條件下，一晝夜可生產(chǎn)1250公斤的單細(xì)胞蛋白；而一頭體重500公斤的牛，每天只能合成0．5公斤的蛋白質(zhì)。“人選肉”的主要成分是蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素和礦物質(zhì)，營養(yǎng)價(jià)值可與牛奶、雞蛋媲美。1噸微生物蛋白的營養(yǎng)價(jià)值，抵得上2．1噸精肉或3噸雞蛋或12噸牛奶。它既可以做食品，也可以做飼料。