農(nóng)業(yè)工程論文：山西農(nóng)業(yè)機器人推廣的制約因素及促進建議

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1、農(nóng)業(yè)工程論文：山西農(nóng)業(yè)機器人推廣的制約因素及促進建議 　摘要：　闡述了農(nóng)業(yè)機器人在山西省推廣應用的可行性和必要性，分析了山西省農(nóng)業(yè)機器人推廣的制約因素，提出了促進山西省農(nóng)業(yè)機器人推廣的措施與建議，以期為農(nóng)業(yè)機器人的推廣應用提供參考。 　　關鍵詞：　農(nóng)業(yè)機器人; 智能化; 制約因素; 政策措施; 建議; 　　農(nóng)業(yè)機器人是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展出來的一種能夠代替部分人類勞動的智能化、精準化的機械設備，多面向嬌嫩性和復雜性的作業(yè)對象、非結(jié)構(gòu)性的作業(yè)環(huán)境、特殊的使用對象和價格，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)，也是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 　　1 、農(nóng)業(yè)機器

2、人在山西省推廣的可行性和必要性 　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機技術(shù)和農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，智能農(nóng)業(yè)機器人將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應用。由于經(jīng)濟的發(fā)展對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率、勞動效率等提出了更高的要求，使得新概念農(nóng)業(yè)機械—農(nóng)業(yè)機器人的開發(fā)符合我國社會主義新農(nóng)村建設的需求。另外科技的飛速發(fā)展使開發(fā)農(nóng)業(yè)機器人的成本不斷降低而性能卻大幅提高，因此以農(nóng)業(yè)機器人為代表的智能化、自動化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備會帶來巨大經(jīng)濟效益和廣闊的市場前景。我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)進入新的歷史發(fā)展時期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模和模式將發(fā)生巨大的變化，對農(nóng)業(yè)機械裝備的結(jié)構(gòu)和性能提出更高的要求。工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程將要求新一代農(nóng)業(yè)勞動力的數(shù)量大幅度減少而科技

3、素質(zhì)普遍提高，這必然帶來新技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的大量應用，加快促進傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械的更新和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展。可以預計，21世紀將是智能農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展的重要時期。 　　1.1、 可能性 　　農(nóng)業(yè)機器人的應用首先受到經(jīng)濟效益因素的制約。按照經(jīng)濟效益的理論，若應用農(nóng)業(yè)機器人，可提高工作效率、降低生產(chǎn)成本、增加經(jīng)濟效益。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為一種繁重的生產(chǎn)活動，人工成本支出占到總成本的50%。若采用農(nóng)業(yè)機器人能降低成本支出超過10%，農(nóng)業(yè)機器人的應用就能實現(xiàn)。據(jù)測算，在大田作業(yè)中應用除草機器人可使除草成本減少20%；而在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中這一降低比例可達50%。另外，隨著人工智能、云

4、計算、計算機硬件等的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機器人的生產(chǎn)制造成本降低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人工成本上漲。當2種成本達到平衡點后，農(nóng)業(yè)機器人替代人工就成為必然。 　　1.2、 必要性 　　一方面，應用農(nóng)業(yè)機器人有助于緩解山西省農(nóng)村勞動力短缺問題。山西省人口老齡化造成勞動力減少，農(nóng)業(yè)作為勞動艱苦、作業(yè)環(huán)境差的弱勢行業(yè)，勞動力短缺更加突出，應用無人駕駛農(nóng)機可以24 h進行播種、施肥和耕作等生產(chǎn)作業(yè)。另一方面，應用農(nóng)業(yè)機器人有利于農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。為了解決溫飽問題，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往以單純追求高產(chǎn)量為目標，在土地上使用過多的化肥、農(nóng)藥，抽取更多的地下水資源進行灌溉。在獲得高產(chǎn)的同時也導致農(nóng)

5、產(chǎn)品品質(zhì)下降，土壤退化、養(yǎng)分流失，農(nóng)藥、化肥殘存流入地下水，污染河流、大氣，使生態(tài)環(huán)境遭到破壞。根據(jù)土壤、作物的具體情況應用農(nóng)業(yè)機器人，可實現(xiàn)化肥和農(nóng)藥施用量的精準控制，實現(xiàn)綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標。而采用施肥機器人可以根據(jù)不同類型土壤的實際情況，制定針對性的施肥策略，準確計算減少的施肥總量，在降低成本的同時，減少氮、磷元素等對土壤的影響，改善地下水質(zhì)，減少溫室氣體排放，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能耗。 　　2 、山西省發(fā)展農(nóng)業(yè)機器人的制約因素 　　農(nóng)業(yè)機器人已有30年的發(fā)展歷史，雖然大量的問題得到了解決，從而推動了農(nóng)業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)機器人在一些國家率先得到了應用；但

6、是由于技術(shù)、成本等多方面的原因，農(nóng)業(yè)機器人在我國尤其是山西省并未得到廣泛應用。制約農(nóng)業(yè)機器人推廣與應用的主要因素如下。 　　2.1、 購買機器人的成本過高 　　因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的非結(jié)構(gòu)性，使農(nóng)業(yè)機器人成本比工業(yè)機器人高；因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性，目前農(nóng)業(yè)機器人只能應用在某一種作物生產(chǎn)的某一環(huán)節(jié)或某一項作業(yè)中，導致使用效率低，增加了農(nóng)業(yè)機器人的應用成本。農(nóng)業(yè)機器人性價比不能滿足市場的需要，是制約農(nóng)業(yè)機器人商業(yè)化的關鍵。以無人機為例，沒有配備相關專業(yè)設備的無人機還是相對便宜的，可是對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的幫助并不大。真正能夠用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的農(nóng)業(yè)無人機的造價還是比較高的，這造價中也包含

7、了其中的硬件、軟件、工具和成像傳感器等。這么高的價格也是讓很多的農(nóng)民朋友望而卻步。 　　2.2、 缺乏科學化和智能化 　　農(nóng)業(yè)機器人要想在最大程度上代替人工，首先要在科學化和智能化上加以改進和革新。目前現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機器人，能完成基本的實際操作，代替部分人工生產(chǎn)活動，但要想提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，就要對農(nóng)業(yè)機器人提出更高的要求。由于農(nóng)業(yè)機器人生產(chǎn)程序的復雜、工作種類的多樣，導致機器人很難在某一功能上得到徹底的智能優(yōu)化。從目前的科學技術(shù)上來看，自動識別和自主移動技術(shù)已經(jīng)逐步成型，能夠獨立完成基本操作，但是在智能化上做得還不夠好，目前許多智能化難題還未攻克，特殊的農(nóng)業(yè)工作方式很

8、難將智能化完全使用在機器人身上，再加上機器人的理論基礎和相關實踐技術(shù)尚未成型，在專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為實際操作中還有很長的路要走，導致目前的農(nóng)業(yè)機器人智能化水平不足，功能配置不夠科學等問題。 　　2.3 、種類少且類型單一 　　首先是機器人種類少、生產(chǎn)類型單一，農(nóng)業(yè)所涉及的具體施工操作類別多樣，施肥、耕地、播種、豐收等諸多流程，但農(nóng)業(yè)機器人的使用不能滿足農(nóng)業(yè)實際操作中的具體施工，例如施肥機器人僅僅能用來施肥，耕地機器人只能用來耕地，由于農(nóng)業(yè)的特殊性，導致一款農(nóng)業(yè)機器人只擁有一個功能或極少數(shù)功能，種類過少、功能使用過于單一，導致工作效率低下、生產(chǎn)水平受到限制。其次是農(nóng)業(yè)機

9、器人實際操作能力差，由于技術(shù)水平不夠先進，目前農(nóng)業(yè)機器人對土地環(huán)境的認知能力還很差，不能有效識別農(nóng)作物，在實際作業(yè)中出現(xiàn)工作偏差。智能系統(tǒng)的發(fā)展還不夠完善，農(nóng)業(yè)機器人的智能程度還不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，很多任務無法由農(nóng)業(yè)機器人單獨完成。 　　2.4、 缺乏專業(yè)人士 　　截至2018年底，山西省擁有農(nóng)機化作業(yè)服務組織4 705個、人員29 401名；農(nóng)機大戶510 966個、人員656 143名。這些農(nóng)機從業(yè)人員年齡偏大、文化知識水平低（以高中以下文化水平為主），制約了農(nóng)業(yè)機器人的推廣應用。以無人機為例，無人機的熟練操作比較困難，需要專業(yè)的技術(shù)培養(yǎng)，但是市場上符合

10、標準的無人機駕駛員卻是十分匱乏，普通農(nóng)戶想要使用無人機就更需要參加專業(yè)的培訓，不然就要花高價雇傭?qū)I(yè)人員來操作無人機，無形之中也增加了不少成本，這樣的情況影響了農(nóng)業(yè)無人機的在普通農(nóng)戶中的使用，也造成了很多農(nóng)戶花了幾萬買回來卻不會用，放到落灰的尷尬情況。 　　3、 促進山西省農(nóng)業(yè)機器人推廣的措施與建議 　　3.1、 促進規(guī)模經(jīng)營 　　農(nóng)村的土地經(jīng)營權(quán)和承包權(quán)分開，農(nóng)民在保留承包權(quán)的前提下可以轉(zhuǎn)讓經(jīng)營權(quán)，從政策上為規(guī)模經(jīng)營創(chuàng)造了條件。農(nóng)民通過轉(zhuǎn)包、轉(zhuǎn)讓、入股、合作、租賃、互換等方式出讓土地經(jīng)營權(quán)，將土地向?qū)I(yè)大戶、合作社等流轉(zhuǎn)，形成有特色的規(guī)模經(jīng)營。

11、省政府職能部門應根據(jù)地區(qū)特點，指導規(guī)劃發(fā)展適合山西省的規(guī)模生產(chǎn)，形成規(guī)模效應，為農(nóng)業(yè)機器人等高端農(nóng)業(yè)裝備的應用和農(nóng)業(yè)自動化水平的提高創(chuàng)造硬件平臺。 　　3.2、 創(chuàng)建農(nóng)業(yè)機器人應用示范基地 　　以農(nóng)谷為依托，向全省輻射，落實國家可持續(xù)發(fā)展試驗示范區(qū)的建設工作重點，規(guī)劃綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)試驗基地，在大田生產(chǎn)上突出保護資源、綠色生產(chǎn)，通過農(nóng)業(yè)機器人的使用，采用變量施肥，使用非化學除草方式，降低化肥、農(nóng)藥使用量；通過推廣無人駕駛農(nóng)機生產(chǎn)作業(yè)，提高勞動效率；通過示范基地的引領和示范，利用出租、出借等方式逐步推廣應用成熟的機器人；鼓勵科研院所創(chuàng)建特色農(nóng)業(yè)機器人創(chuàng)新中心，籌建山西

12、省農(nóng)業(yè)機器人創(chuàng)新基地，加強對外合作，加快推進農(nóng)業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。 　　3.3 、培養(yǎng)專業(yè)型人才 　　農(nóng)業(yè)機器人等高端農(nóng)業(yè)裝備需要大量的專業(yè)人才，應充分利用山西高等院校、科研機構(gòu)的優(yōu)勢，通過短期培訓、職業(yè)教育、學歷培養(yǎng)等方式，產(chǎn)學研相結(jié)合，培養(yǎng)一批懂農(nóng)業(yè)、愛農(nóng)村、愛農(nóng)民的專業(yè)技術(shù)隊伍，建立以科研院所為主體的產(chǎn)學研聯(lián)合技術(shù)聯(lián)盟。 　　參考文獻 　　[1]林歡，林云.國農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展及應用現(xiàn)狀[J].浙江農(nóng)業(yè)學報，2015,27(5):865-871. 　　[2]戴乃昌.業(yè)機器人的發(fā)展和應用初探[J].機化研究,2009,31(2):241-244. 　　[3]崔勇.農(nóng)業(yè)機器人的研究與應用淺探[J].南方農(nóng)機,2008(1):35-37.