人形机器人与农机融合将颠覆传统农业（上）

最近的热点话题莫过于我国人形机器人爆发式进入各种应用场景。农业作为一件最消耗人类体力的产业，可以预见，将大量使用人形机器人来代替人类的农业生产劳动。农业装备与人形机器人融合发展成为新趋势，将成为新的风口浪尖。新一轮农业装备浪潮可能比预想来的更快更猛！本文就此展开讨论，可否抛砖引玉，促进机器人与农业装备的深度融合发展，引领世界潮流？

一、人形机器人能否应用于农业

伟景智能率先推出的全球首款智能人形采摘机器人已应用于农业采摘领域，并开启了预订通道。这款机器人在北京市某农场实际应用中展示出高度自主性，从接收语音指令、识别视觉目标，到规划采摘动作和精确控制机械臂，整个流程顺畅。其作业精准高效，堪比熟练的采摘工人，是可以真正投入使用的人形采摘机器人。

1、人形机器人应用于农业的优势

减轻劳动负担与应对劳动力短缺。农业生产中有许多繁琐且耗时的农活，如播种、浇水、施肥、除草等，人形机器人可以不知疲劳昼夜24小时不停工作，根据指令自动化高质量完成这些任务。随着农村劳动力的减少，农业生产面临人力不足的挑战，人形机器人的出现可以弥补这一缺口，确保农业生产的稳定性和可持续性。例如，它们能够凭借精准的运动控制和执行能力，大幅度减轻农民的劳动负担，让农民有更多时间用于其他重要的农业管理任务。

2、提供科学决策支持

人形机器人具备强大的数据收集和分析能力，可以收集土壤、气象、作物生长等数据，并通过先进的算法进行分析，为农民提供科学的决策支持。比如根据土壤的营养状况和作物的生长情况，调整施肥方案，从而提高作物的产量和品质。

3、推动农业现代化进程

通过研发先进的机器人技术，将人形机器人应用于农业领域，能使农业生产变得更加智能化和高效化，有助于推动农业现代化进程，为农民带来更多的经济效益和更好的生活质量。

4、高适用性与采摘可达性

以伟景人形采摘机器人为例，其上半身采用人形机器人设计，具备升降、旋转功能，并配备灵巧的机械手，能够精确模拟人类采摘各种蔬果的动作，不仅可以进行表面采摘，也能模仿人手一样进行纵深采摘。它依托原创的专利技术——线激光 + 双目立体视觉，可以获得更加精细的三维立体数据，结合其人形手的设计，能在纵深方向上实现更广泛范围的采摘作业，实现了更高的采摘可达性。此外，该机器人还提供轮式底盘和履带式底盘两种选项，可根据不同的农田环境条件选择最合适的移动方式，从而提高采摘效率。

5、高利用率与低成本

人形机器人利用效率高，以伟景人形采摘机器人为例，其精准的感知系统（双目立体视觉）和高效的运动控制（专利保护的灵巧机械手），确保了在采摘作业中的高稳定性和精确度。同时具备快速的采摘能力，大幅减少了采摘过程中人工干预的需求，从而显著降低了人工成本。并且，其人形采摘机器人以多功能性的功能设计、智能化的结构和系统设计而优于传统专业采摘机器人，能够轻松适应多样化的采摘任务，针对形状各异的水果，都能快速适应不同的环境和工作需求，极大地减少了采摘特定作物需要额外投资的情况，有效降低了运营成本，并减少对额外设备和人力资源的依赖，避免了大量的沉淀成本，为农业生产带来更高的灵活性和经济性。

二、人形机器人农业应用面临的挑战

1、技术层面挑战

环境适应性差。农业环境复杂多变，与工厂车间等封闭、稳定的环境截然不同。田野里存在着高低不平的地形、泥泞的土地、多变的气候条件等。例如，在雨天，地面湿滑，人形机器人行走时容易滑倒；大风天气可能影响其平衡和操作稳定性。相比工业机器人在人造环境中，人机位置相对确定，人形机器人在农业环境中面临更多环境的不确定性，这就要求其具备更高的环境感知和适应能力。

任务执行不确定。农业生产中的任务具有多样性和不确定性。如采摘水果时，果实的大小、形状、生长位置各不相同，且植物的生长情况也存在差异。人形机器人需要具备更高级的机器人编程方法和更合适的传感器，才能准确识别和处理这些不同情况。然而，目前还没有一套行之有效的编程方法能完全避免这些不确定性，导致人形机器人在执行农业任务时可能出现操作不准确、效率低下等问题。

坐标建立与校正困难。在农业开放环境下，人形机器人的坐标建立和校正非常困难。与车间里的机器人在开封使用前可进行精确校正不同，人形机器人在农田中位置不断变化，每一个位置的变化都需要重新建立坐标。这需要新的校正方法、传感器、测量工具和控制方法，但目前相关技术还不够成熟，影响了人形机器人在农业中的精准操作。

关键技术待突破。北邮人机交互与认知工程实验室主任刘伟指出，人形机器人面临伺服控制、人工智能、运动控制等三大关键技术挑战。在农业应用中，这些技术的不足会导致人形机器人在动力和能源管理、机械设计和运动控制、感知与感知处理、智能决策与规划等方面存在问题。例如，在能源管理方面，人形机器人可能无法长时间在农田中持续工作；在智能决策与规划方面，难以根据复杂的农业环境和任务需求做出最优决策。

2、成本与可用性挑战

研发与制造成本高。目前人形机器人的研发和制造成本较高，这使得其在农业领域的大规模应用受到限制。尤其是国内人形机器人的芯片在一定程度上依赖国外生产商，增加了成本和供应风险。对于农业生产来说，成本是一个重要的考虑因素，过高的成本会让农民和农业企业望而却步。

维护与培训成本高。人形机器人的维护需要专业的技术人员和特定的工具、零部件，这增加了维护成本。同时，农民需要接受相关的培训才能正确操作和使用人形机器人，培训成本也不容忽视。而且，目前人形机器人的操作相对复杂，农民掌握起来有一定难度，进一步影响了其在农业中的可用性。

3、社会层面挑战

就业观念冲击。人形机器人在农业中的应用可能会导致部分农业劳动力失业，这可能会引起社会就业观念的冲击。一些农民可能担心自己的工作被机器人取代，从而对人形机器人的应用产生抵触情绪。此外，社会也需要时间来适应这种技术变革带来的就业结构调整。

法律与伦理问题。随着人形机器人在农业中的应用，可能会引发一系列法律和伦理问题。例如，当人形机器人在农业生产中造成损害时，责任如何界定；人形机器人的智能决策是否符合道德和伦理标准等。目前相关的法律和伦理规范还不完善，这也给人形机器人的农业应用带来了一定的挑战。

尽管人形机器人在农业领域具有诸多优势，但也面临一些挑战。例如，人形机器人的研发和制造成本相对较高，这可能限制其在农业领域的大规模推广应用。此外，农业生产环境复杂多变，对人形机器人的适应性和稳定性提出了更高的要求，需要进一步提高其技术水平和可靠性。

三、人形机器人与农业装备深度融合时不我待

1、农业现状的迫切需求

全球农业生产面临双重挑战，一方面要应对2050年93亿人口所需的60%粮食增产压力，另一方面需破解农业劳动力加速萎缩与老龄化的结构性难题。例如，中国十三五期间年均流失1300万农业人口，2016年中国第三次农业普查显示，55岁以上农业从业者占比已达33.6%，较1996年增长165%，田间作业人力供给面临断代风险。而人形机器人与农业装备的融合能够提供高效的解决方案，缓解劳动力短缺的问题。

2、技术发展的必然趋势

人形机器人集成了人工智能、高端制造、新材料等先进技术，本质是人工智能技术与机器人机电技术的深度融合，属于人工智能在具身智能（EAI）方向的应用落地。将其与农业装备深度融合，可借助其先进技术提升农业生产的智能化和精准化水平，是农业科技发展的必然方向。

3、人形机器人与农业装备深度融合的优势体现

提升农业生产效率。农业机器人通过集成传感、导航与自动化技术，可对每株作物实施差异化水肥管理。人形机器人与农业装备融合后，能进一步发挥其灵活性和智能决策能力，更好地应对复杂的农业生产环境。例如在采摘环节，人形机器人可以更精准地识别果实成熟度并进行采摘，提高采摘效率和质量。

降低生产成本。从长远来看，人形机器人与农业装备的融合能够替代人工执行危险或重复性高的任务，减少人力成本。同时，通过精准作业，可减少化学品的浪费，如在喷洒环节，能基于实时监测的病虫害数据调整农药用量与施放轨迹，减少30%以上的化学品浪费，降低生产成本。

推动农业可持续发展。农业机器人依托高精度环境感知系统，可动态匹配作物生长周期的水肥需求，实现单位面积产量提升与碳排放强度下降的双重目标。人形机器人与农业装备的融合将进一步强化这一优势，推动农业向绿色、可持续方向发展。