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最新!趙春江院士:全球農業機器人產業發展現狀、戰略布局

時間:2024/1/30 10:19:05     企業:歐洲機床與智能制造網

  錨定農業強國目標,在“大國小農”的基本農情下,高質量推動農業現代化發展仍面臨著嚴峻挑戰:農業生產效率相對較低,農業勞動生產率僅為非農產業的25.3%,大豆、玉米等重要農產品國際競爭力明顯不足;農業面源污染問題仍較突出,化肥施用強度遠高于國際公認225kg/hm2的安全上限;農村老齡化程度不斷加深,60歲及以上人口占比已達到了19.8%,農業人工成本剛性上漲,蔬菜、鮮果產業人力成本達到60%以上,雇工貴、雇工難、農業用工荒問題普遍存在。

  隨著新一代信息技術向農業領域的逐步滲透,智慧農業在提高勞動生產率、土地產出率和資源利用率、降低農業生產成本和助力農業綠色發展等方面的優越性不斷顯現,為破解中國“誰來種地”“怎么種地”難題提供了全新思路,成為加快推動農業強國建設的重要突破口。以智能控制和信息技術為核心的農業機器人,具備代替人工勞作的獨特優勢,已成為全球智慧農業領域的核心組成部分。(鑒于篇幅有限,本推文主要介紹全球農業機器人產業發展狀況,發展政策與戰略規劃布局。)

農業科技俠數字與智慧農業

  “農業科技俠”是由中國農業大學&國家農業信息化工程技術研究中心研究生團隊傾心打造,深度覆蓋智慧農業、設施農業、數字農業等現代農業重要領域,旨在提供最新的農業科技資訊、國家政策、行業趨勢以及企事業科研院所動態

 

一、全球農業機器人產業發展狀況

  全球農業機器人研究萌芽于20世紀80年代,歷經20余年的緩慢發展,到2005年后,農業機器人研發進入快速發展期,帶動植保機器人、嫁接機器人、移栽機器人、無人駕駛拖拉機、擠奶機器人等多種類農業機器人進入產業應用期,逐漸實現商業化應用,全球農機巨頭,如約翰迪爾(JohnDeere)、天寶導航(Trimble)、凱斯紐(CNHGlobal)、洋馬(Yanmar)等,以及科技型初創企業,如以色列FFRobotics、德國DeepfieldRobotics等,均瞄準農業機器人巨大的市場潛力,紛紛投入農業機器人的研發、制造和應用(企業概況與產品類型見表1)。根據全球知名調研機構Tractica2019年發布的《AgriculturalRobots》報告顯示,全球農業機器人的出貨量將由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、噴藥無人機和擠奶機器人是目前市場化份額最大的三類,到2025年,農業機器人的全球市場價值將達到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、國家重點研發計劃對大田作業、設施養殖、果蔬采收、屠宰分割、禽畜巡檢等機器人的研發展開了重點支持,相關技術發展迅猛,無人駕駛拖拉機、植保無人機等機器人技術愈發成熟,帶動農業機器人產業進入穩定增長期。同時,隨著中國農業不斷向規;蛯I化方向發展,市場對農業機器人的需求日趨旺盛,根據中研產業研究院發布的《2022—2027年機器人市場投資前景分析及供需格局研究預測報告》顯示,2016年以來,中國農業機器人需求量保持以38.6%以上的年均復合增長率的增長,2025年市場需求量將達10.44億元。在市場持續向好的發展態勢之下,中國布局農業機器人的企業也不斷增加,具有較強競爭優勢的企業包括極飛科技、中科原動力、豐疆智能、嵐江科技等,產品主要包括植保無人機、無人駕駛農機、分揀機器人、果園多功能機器人等,并分別在2021年以來完成了數輪超億元的融資,市場前景廣闊。

 

二、全球農業機器人發展政策與戰略規劃布局

  美國、歐盟、英國、日本等農業強國紛紛將農業機器人研發制造與推廣應用納入國家戰略,各自圍繞本國農業發展特點加強農業機器人政策與規劃布局。

  2011年,美國國家科學基金會聯合美國國防部、國防部高級研究計劃局等機構啟動了“國家機器人計劃”(NationalRoboticsInitiative,NRI),重點推動機器人基礎科學、技術和系統集成的研究,并于2017年啟動了“NRI2.0”,每年投資3000萬至4500萬美元支持協作機器人的研發,以基礎科學、方法、技術和集成系統等為研究重點,從規模和類型兩方面促進機器人的協作式交互。2023年5月,美國白宮更新發布了第三版“國家人工智能研發戰略計劃”(TheNationalArtificialIntelligenceR&DStrategicPlan),將開發更有能力、更可靠的機器人作為“九大戰略”之一,并強調了其在農業領域的應用。

  自2010年起,歐盟就開始對機器人技術研發不斷加大投入。通過“地平線2020”計劃(Hori‐zon2020),歐盟為機器人研究和創新提供了超過7億歐元的資金支持,其中AgROBOfood是該計劃專門支持的農業機器人項目,核心任務是根據不同區域的農業生產特點,研發適宜性較高的生產型農業機器人,并通過建立可持續的數字創新中心網絡來鞏固、擴展和加強地區之間農業機器人研發與業務聯系,同時,還部署了農業機器人項目群,如ROBS4CROPS、CROPS、TrimBot2020等,以提高農業生產力、競爭力和綠色發展水平。

  英國一直是全球人工智能技術發展的領先者之一,早在20世紀90年代就開始機器人技術的研發,并于2013年在政府的主導下專門成立了機器人和自主系統指導小組(RoboticandAutonomousSystemsInterestGroup,RAS-SIG),用于機器人戰略發展藍圖制定和機器人領域資源和機構的優化與配置。2014年,英國技術戰略委員會相繼發布了《機器人和自動化系統2020年戰略》(RAS2020),提出了農業機器人的發展愿景,即機器人與農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作。

  日本是著名的“機器人超級大國”,尤其是隨著近年來社會“少子化”“老齡化”問題日益嚴峻,其機器人技術研發與應用需求更加強烈。在此背景之下,日本政府于2015年發布了“新機器人戰略”(Ja‐pan sRobotStrategy),其中,農業、林業、漁業和食品工業是重點支持的“五大關鍵領域”之一,強調以保持生產穩定性與節約勞動力成本等為出發點,擴大機器人在環境智能識別、耕種、采摘以及禽畜智能穿戴等方面的應用。

  對比歐美農業強國,中國農業機器人的相關研究起步較晚,發端于1990年前后,但隨著鄉村振興戰略的持續推進,中國農業農村數字化轉型的進程不斷加快,農業機器人技術與產業發展的基礎條件日趨成熟,以無人機為代表的農業機器人也逐漸普及應用。

  中國開始在政策上持續發力,自2016年起,中國機器人產業政策開始密集出臺,包括《機器人產業發展規劃(2016—2020年)》《關于促進機器人產業健康發展的通知》《“十四五”機器人產業發展規劃》《“機器人+”應用行動實施方案》等,提出面向農業產業需求,增加高端產品供給,研制果園除草、精準植保、采摘收獲、分選以及畜禽養殖精準飼喂與巡檢的農業機器人。

  2019年農業農村部與中央網信辦聯合發布了《數字農業農村發展規劃(2019—2025年)》,提出實施農業機器人發展戰略,研發適應性強、性價比高、智能決策的新一代農業機器人,開發適應不同作物、不同作業環境的普適性及專用機器人。系列政策的出臺為中國農業機器人技術發展勾勒出了清晰框架,為產業發展奠定了堅實基礎。

 

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