農業機器人將呈現出信息化、智能化和小型化等趨勢
隨著全球人口的持續增長，預計到2050年世界需增加60%的食物生產以滿足93億人口的需求。與此同時，農業勞動力短缺和老齡化問題日益嚴重，傳統農業生產方式面臨巨大挑戰。農業機器人作為一種高端智能農業裝備，能夠在精準農業生產中發揮關鍵作用，提高資源利用效率，保障糧食供應的可持續性，已成為農業領域的研究熱點。
1、農業機器人產業需求背景
（1）農業生產中的主要人工作業環節及挑戰
大田作物生產涵蓋耕地、播種、施肥等多個環節，果園或園藝作物涉及育苗、灌溉等工作，養殖過程包括飼喂、擠奶等任務。以草莓采摘為例，當前高度依賴人工，西方勞動力不僅嚴重缺乏、不穩定，而且成本高昂，如挪威采摘工約120元/時，英國約80元/時，且季節性采摘工供應極不穩定，嚴重影響生產。
（2）農業生產效率急需提高
據聯合國糧食及農業組織（FAO）測算，為滿足未來人口增長的食物需求，農民需在相同土地上更精確、高效地生產食物，并減少環境影響。農業機器人等智慧農業技術能為植物精準提供各類輸入物，提高農產品產量和質量，同時提升資源利用效率。
（3）農業勞動力短缺日趨嚴重
世界農業勞動力占比已從1991年的44%降至2021年的26%，中國農業勞動力在城鎮化進程中加速減少，“十三五”時期平均每年減少約1300萬人，且面臨老齡化問題。2017年中國農業勞動力平均年齡達53.3歲，55歲及以上勞動力占比大幅上升，若無高端農業裝備替代，將面臨“無人耕種、天價食品”的困境。
2、農業機器人行業產業鏈結構
農業機器人行業產業鏈由上游原材料及零部件供應、中游生產制造和下游應用領域構成，各環節相互關聯。上游提供金屬材料、電子元器件等，核心零部件成本高且部分依賴進口，影響機器人性能；中游采用模塊化設計與柔性生產線，龍頭企業通過垂直整合和技術迭代提升產能，國內外企業競爭合作；下游應用于多種農業領域并不斷拓展，直銷為主但電商平臺銷售占比快速增長。
農業機器人行業產業鏈結構圖
資料來源：普華有策
3、農業機器人（細分）行業與關鍵技術
（1）巡檢、作物表型、放牧機器人
這類機器人的關鍵技術包括農業機器人移動平臺、機器人導航、作物表型分析等。在設計上注重模塊化輕量化、高機動性、高抗震性和姿態控制，運用大田衛星導航、基于激光雷達或視覺的即時定位與地圖構建（SLAM）、多源傳感器融合等技術實現精準作業。
（2）對靶施藥、施肥機器人
智能化施藥離不開靶標的探測，關鍵技術涵蓋農業機器人移動平臺、對行導航、作物檢測等。通過目標識別、跟蹤和大小預測，結合噴嘴設計、霧化控制和動態補償等技術，實現精準施藥和施肥。
（3）精準除草機器人
精準除草機器人的關鍵技術包括移動平臺、對行導航、大數據、雜草與作物檢測等。涉及機械臂控制、路徑規劃、目標識別和末端執行器設計等多種技術，以實現精準除草，減少對作物的損害。
（4）剪枝機器人
剪枝機器人主要技術有點云配準、多傳感融合、虛擬現實和數字孿生等，通過視覺伺服、路徑規劃和技能傳遞，結合動態補償技術，實現高效、精準的剪枝作業。
（5）果蔬采摘機器人
果蔬采摘機器人是研究熱點之一，已研發出多種針對不同果蔬的采摘機器人。團隊正在研發的采收一體式番茄串采機器人和草莓采摘機器人具有完全獨立產權，采用多源視覺感知融合、軟硬一體機械手、視覺-激光雷達融合導航等先進技術，具備操作空間大、損傷低、精度高和能持續作業等特點。
4、政策的影響
隨著人口老齡化的加速以及農村勞動力的減少，傳統的農業生產方式已難以滿足需求。為了應對這一挑戰，國家積極推動農業智能化發展，其中農業機器人作為農業智能化的重要一環，發揮著越來越重要的作用。國家也逐漸重視農業機器人的發展，發布了一系列相關政策。如2023年1月，工業和信息化部等十七部門發布《“機器人+”應用行動實施方案》，其中提出加快農林牧漁業基礎設施和生產裝備智能化改造，推動機器人與農業種植、養殖、林業、漁業生產深度融合，支撐智慧農業發展。2024年10月，農業農村部發布《關于大力發展智慧農業的指導意見》，其中提出大力發展智能農機裝備，推進農機具數字化升級，研發推廣高精準作業水平的智能農機裝備，建設全國農機作業指揮調度平臺；鼓勵農墾發展“互聯網+農機作業”。
農業機器人行業相關政策
資料來源：普華有策
5、農業機器人行業發展趨勢
（1）信息化趨勢
隨著農業信息技術發展，農業機器人借助傳感器、攝像頭獲取農田實時數據（如土壤濕度、溫度、光照等），自動調整施肥量、灌溉量等作業參數，實現精細管理，還能通過云平臺上傳數據，達成農田的遠程監控與管理。
（2）智能化趨勢
未來，農業機器人將會更加智能化和自動化。通過深度學習和機器視覺技術的持續進步，提升植物識別和定位精度，實現更復雜的農業工作。機器人結構設計將更加靈活，適應更多種類作物的需求。此外，與物聯網、大數據的深度融合，將使機器人能根據作物生長狀態和天氣條件動態調整作業策略，實現精準農業。
（3）小型化趨勢
傳統農業機械體積大、重量沉，不適合狹小農田操作。小型農業機器人則可靈活穿梭于農田完成各類作業，像小型無人機能空中攝像巡視監測農田，小型機器人能進行除草、噴農藥等精細作業，既提升農業生產效率，又減少對農田的損害。
（4）多機協同作業
未來農業機器人將朝著多機協同作業方向發展，不同類型的機器人可以分別負責播種、施肥、除草、收割等環節，通過高效協作完成整個農業生產流程，提升農業生產的整體效率。
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