錨定農(nóng)業(yè)強(qiáng)國目標(biāo)，在“大國小農(nóng)”的基本農(nóng)情下，高質(zhì)量推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展仍面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率相對較低，農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率僅為非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的25.3%，大豆、玉米等重要農(nóng)產(chǎn)品國際競爭力明顯不足；農(nóng)業(yè)面源污染問題仍較突出，化肥施用強(qiáng)度遠(yuǎn)高于國際公認(rèn)225kg/hm2的安全上限；農(nóng)村老齡化程度不斷加深，60歲及以上人口占比已達(dá)到了19.8%，農(nóng)業(yè)人工成本剛性上漲，蔬菜、鮮果產(chǎn)業(yè)人力成本達(dá)到60%以上，雇工貴、雇工難、農(nóng)業(yè)用工荒問題普遍存在。
隨著新一代信息技術(shù)向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的逐步滲透，智慧農(nóng)業(yè)在提高勞動生產(chǎn)率、土地產(chǎn)出率和資源利用率、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本和助力農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展等方面的優(yōu)越性不斷顯現(xiàn)，為破解中國“誰來種地”“怎么種地”難題提供了全新思路，成為加快推動農(nóng)業(yè)強(qiáng)國建設(shè)的重要突破口。以智能控制和信息技術(shù)為核心的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，具備代替人工勞作的獨(dú)特優(yōu)勢，已成為全球智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的核心組成部分。
（鑒于篇幅有限，本推文主要介紹全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，發(fā)展政策與戰(zhàn)略規(guī)劃布局，原文還包括農(nóng)業(yè)機(jī)器人概念及特征，農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人、果園采摘機(jī)器人和設(shè)施蔬菜生產(chǎn)機(jī)器人等3類典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)背景、前沿進(jìn)展、發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和關(guān)鍵技術(shù)卡點(diǎn)等內(nèi)容，本公眾號后臺回復(fù)“186”即可輕松獲取本文研究完整內(nèi)容途徑）
農(nóng)業(yè)科技俠數(shù)字與智慧農(nóng)業(yè)
“農(nóng)業(yè)科技俠”是由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)&國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研究生團(tuán)隊(duì)傾心打造，深度覆蓋智慧農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要領(lǐng)域，旨在提供最新的農(nóng)業(yè)科技資訊、國家政策、行業(yè)趨勢以及企事業(yè)科研院所動態(tài)
一、全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r
全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究萌芽于20世紀(jì)80年代，歷經(jīng)20余年的緩慢發(fā)展，到2005年后，農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)進(jìn)入快速發(fā)展期，帶動植保機(jī)器人、嫁接機(jī)器人、移栽機(jī)器人、無人駕駛拖拉機(jī)、擠奶機(jī)器人等多種類農(nóng)業(yè)機(jī)器人進(jìn)入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用期，逐漸實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，全球農(nóng)機(jī)巨頭，如約翰迪爾（JohnDeere）、天寶導(dǎo)航（Trimble）、凱斯紐（CNHGlobal）、洋馬（Yanmar）等，以及科技型初創(chuàng)企業(yè)，如以色列FFRobotics、德國DeepfieldRobotics等，均瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)器人巨大的市場潛力，紛紛投入農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)、制造和應(yīng)用（企業(yè)概況與產(chǎn)品類型見表1）。根據(jù)全球知名調(diào)研機(jī)構(gòu)Tractica2019年發(fā)布的《AgriculturalRobots》報告顯示，全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人的出貨量將由2018年的每年約6萬臺快速增長到2025年的72.7萬臺，無人駕駛拖拉機(jī)、噴藥無人機(jī)和擠奶機(jī)器人是目前市場化份額最大的三類，到2025年，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的全球市場價值將達(dá)到879億美元，市場潛力巨大。
“十三五”以來，在政策的不斷傾斜下，國家科技支撐計劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃對大田作業(yè)、設(shè)施養(yǎng)殖、果蔬采收、屠宰分割、禽畜巡檢等機(jī)器人的研發(fā)展開了重點(diǎn)支持，相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅猛，無人駕駛拖拉機(jī)、植保無人機(jī)等機(jī)器人技術(shù)愈發(fā)成熟，帶動農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)進(jìn)入穩(wěn)定增長期。同時，隨著中國農(nóng)業(yè)不斷向規(guī)模化和專業(yè)化方向發(fā)展，市場對農(nóng)業(yè)機(jī)器人的需求日趨旺盛，根據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022—2027年機(jī)器人市場投資前景分析及供需格局研究預(yù)測報告》顯示，2016年以來，中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人需求量保持以38.6%以上的年均復(fù)合增長率的增長，2025年市場需求量將達(dá)10.44億元。在市場持續(xù)向好的發(fā)展態(tài)勢之下，中國布局農(nóng)業(yè)機(jī)器人的企業(yè)也不斷增加，具有較強(qiáng)競爭優(yōu)勢的企業(yè)包括極飛科技、中科原動力、豐疆智能、嵐江科技等，產(chǎn)品主要包括植保無人機(jī)、無人駕駛農(nóng)機(jī)、分揀機(jī)器人、果園多功能機(jī)器人等，并分別在2021年以來完成了數(shù)輪超億元的融資，市場前景廣闊，具體可參見表2。
二、全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展政策與戰(zhàn)略規(guī)劃布局
美國、歐盟、英國、日本等農(nóng)業(yè)強(qiáng)國紛紛將農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)制造與推廣應(yīng)用納入國家戰(zhàn)略，各自圍繞本國農(nóng)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人政策與規(guī)劃布局。
2011年，美國國家科學(xué)基金會聯(lián)合美國國防部、國防部高級研究計劃局等機(jī)構(gòu)啟動了“國家機(jī)器人計劃”（NationalRoboticsInitiative，NRI），重點(diǎn)推動機(jī)器人基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)和系統(tǒng)集成的研究，并于2017年啟動了“NRI2.0”，每年投資3000萬至4500萬美元支持協(xié)作機(jī)器人的研發(fā)，以基礎(chǔ)科學(xué)、方法、技術(shù)和集成系統(tǒng)等為研究重點(diǎn)，從規(guī)模和類型兩方面促進(jìn)機(jī)器人的協(xié)作式交互。2023年5月，美國白宮更新發(fā)布了第三版“國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計劃”（TheNationalArtificialIntelligenceR&DStrategicPlan），將開發(fā)更有能力、更可靠的機(jī)器人作為“九大戰(zhàn)略”之一，并強(qiáng)調(diào)了其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
自2010年起，歐盟就開始對機(jī)器人技術(shù)研發(fā)不斷加大投入。通過“地平線2020”計劃（Hori‐zon2020），歐盟為機(jī)器人研究和創(chuàng)新提供了超過7億歐元的資金支持，其中AgROBOfood是該計劃專門支持的農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目，核心任務(wù)是根據(jù)不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，研發(fā)適宜性較高的生產(chǎn)型農(nóng)業(yè)機(jī)器人，并通過建立可持續(xù)的數(shù)字創(chuàng)新中心網(wǎng)絡(luò)來鞏固、擴(kuò)展和加強(qiáng)地區(qū)之間農(nóng)業(yè)機(jī)器人研發(fā)與業(yè)務(wù)聯(lián)系，同時，還部署了農(nóng)業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目群，如ROBS4CROPS、CROPS、TrimBot2020等，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、競爭力和綠色發(fā)展水平。
英國一直是全球人工智能技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)先者之一，早在20世紀(jì)90年代就開始機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)，并于2013年在政府的主導(dǎo)下專門成立了機(jī)器人和自主系統(tǒng)指導(dǎo)小組（RoboticandAutonomousSystemsInterestGroup，RAS-SIG），用于機(jī)器人戰(zhàn)略發(fā)展藍(lán)圖制定和機(jī)器人領(lǐng)域資源和機(jī)構(gòu)的優(yōu)化與配置。2014年，英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會相繼發(fā)布了《機(jī)器人和自動化系統(tǒng)2020年戰(zhàn)略》（RAS2020），提出了農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展愿景，即機(jī)器人與農(nóng)場和食品廠的無縫合作，開展多模式、可互動的自主與人類協(xié)作。
日本是著名的“機(jī)器人超級大國”，尤其是隨著近年來社會“少子化”“老齡化”問題日益嚴(yán)峻，其機(jī)器人技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用需求更加強(qiáng)烈。在此背景之下，日本政府于2015年發(fā)布了“新機(jī)器人戰(zhàn)略”（Ja‐pan'sRobotStrategy），其中，農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和食品工業(yè)是重點(diǎn)支持的“五大關(guān)鍵領(lǐng)域”之一，強(qiáng)調(diào)以保持生產(chǎn)穩(wěn)定性與節(jié)約勞動力成本等為出發(fā)點(diǎn)，擴(kuò)大機(jī)器人在環(huán)境智能識別、耕種、采摘以及禽畜智能穿戴等方面的應(yīng)用。
對比歐美農(nóng)業(yè)強(qiáng)國，中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人的相關(guān)研究起步較晚，發(fā)端于1990年前后，但隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程不斷加快，農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件日趨成熟，以無人機(jī)為代表的農(nóng)業(yè)機(jī)器人也逐漸普及應(yīng)用。
中國開始在政策上持續(xù)發(fā)力，自2016年起，中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策開始密集出臺，包括《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》《關(guān)于促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實(shí)施方案》等，提出面向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)需求，增加高端產(chǎn)品供給，研制果園除草、精準(zhǔn)植保、采摘收獲、分選以及畜禽養(yǎng)殖精準(zhǔn)飼喂與巡檢的農(nóng)業(yè)機(jī)器人。
2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部與中央網(wǎng)信辦聯(lián)合發(fā)布了《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》，提出實(shí)施農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展戰(zhàn)略，研發(fā)適應(yīng)性強(qiáng)、性價比高、智能決策的新一代農(nóng)業(yè)機(jī)器人，開發(fā)適應(yīng)不同作物、不同作業(yè)環(huán)境的普適性及專用機(jī)器人。系列政策的出臺為中國農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展勾勒出了清晰框架，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
