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发展农业机器人推进农机装备向新向高突破

2026-06-14 18:27:26

导读

农业机器人是以具有生物活性的对象为目标，在复杂作业条件下，具有环境与对象信息感知能力，能够实时自主分析决策和精确执行，服务农业生产的新一代农机装备，代表了未来农机装备技术发展的方向和必然趋势，是农业新质生产力的重要支撑。当前及未来一段时期，农业机器人是全球农业和农机装备科技创新的制高点和竞争焦点，加快发展我国农业机器人，对于培育产业新赛道新优势，实现高水平科技自立自强具有重大战略意义。

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一、发展农业机器人的

战略重要性

农业机器人是引领性的新一代农机装备。农业机器人集成了人工智能、具身智能、大模型等技术，融合现代农业、生物等技术，是更高效、更绿色、更智能、更精准、更自主的新一代农机装备，其研发、制造、应用代表了一个国家领先的农机装备创新能力和水平。农业机器人成为具有引领性的现代农业科技创新方向。

农业机器人是国家战略必争的重点领域。美国、欧盟、英国、日本等已将农业机器人纳入国家战略，提出了战略性、前瞻性的政策与规划。特别是美国自2011年以来先后出台了三版“国家机器人计划”，推进机器人研发及在农业等领域深度应用；2025年，美国启动了进口机器人的“232调查”，农业机器人成为大国战略竞争的重点领域之一。

农业机器人是发展农业新质生产力的重要支撑。农业机器人体现出了高技术、高效能、高质量的特征，可在复杂、恶劣、有害环境下代替有人操作的农机装备作业，可在要求更加精准精细、选择性作业的场景下实现高质高效作业，可以大幅提升农业全要素生产率，引领农机装备产业深度转型升级，驱动现代农业变革，提升农业综合生产能力和质量效益。

二、全面把握

农业机器人发展趋势态势

发达国家强化农业机器人战略布局。美国、欧盟、英国、日本等自21世纪10年代开始战略布局，形成了具有各自特色的农业机器人发展重点，如美国、德国、日本等发展大田作业机器人，西班牙、法国等发展果园生产作业机器人，荷兰、以色列等发展设施种植、养殖作业机器人等。美国自2011年以来，启动了国家机器人计划，重点推动机器人基础科学、技术和系统集成的研究，将开发更有能力、更可靠的机器人作为战略之一，强调在农业领域的应用。欧盟自2010年起，支持适宜不同区域农业生产特点的生产型农业机器人的研发和应用。英国于2013年成立了机器人与自主系统兴趣小组，提出了实现机器人与农场和食品厂的无缝合作，开展多模式、可互动的自主与人类协作。日本于2015年发布、2025年更新了新机器人策略，农业、林业、渔业和食品工业是重点支持的关键领域，强调扩大机器人在环境智能识别、耕种、采摘及禽畜智能穿戴等领域的应用。

全球农业机器人产业快速发展。近年来，全球农业机器人快速发展，通用平台机器人、嫁接机器人、移栽机器人、除草与施药机器人、挤奶机器人等200多种农业机器人进入产业应用，形成了销售、租赁、作业服务三种商业模式。据测算，2025年市场规模超过150亿美元。农业机器人企业也是方兴未艾，根据国外机构对350多家农业机器人企业的跟踪分析，2025年，有20%的新创企业进入农业机器人领域，同时有15%的农业机器人企业退出，或被大型农机或农业企业收购整合，或转型为农机或农业智能技术服务商。部分企业布局自主驾驶拖拉机、通用平台机器人，以及播种、施肥、施药、除草、收获等大田作业机器人，已经实现产业化。创新型企业瞄准果树、蔬菜、高价值特色作物等发展除草、采摘等机器人，并实现了国际市场应用。从未来农业发展需求来看，农业机器人市场潜力巨大，综合国际调研机构的测算，未来5年的年复合增长率将超过20%。

全球农业机器人技术加速变革。农业机器人核心技术主要包括无人/自主移动平台、智能作业部件、目标识别与定位感知系统、智能控制与智慧管控系统等。在无人/自主移动平台技术方面，呈现全自主、新能源、通用化等特征，部分机器人平台，采用纯电或混合动力等新能源驱动，应用于传统农业动力的全自主技术。农业机器人感知、控制、作业等技术方面，呈现单粒/单株、个体定位识别，高速高精、模块化作业，单元/成组控制、自适应调控、近距离遥控或云端管控等特征。未来，农业机器人将加速变革迭代，呈现高精度感知与高效认知、自主学习、自主决策、人机共融、高通用性和群控作业等技术特征，总体呈现技术泛在化、智能具身化、功能集成化、类型多样化、应用多元化、管控集群化的发展趋势。

三、我国农业机器人

产业发展现状

农业机器人产业加速孕育发展。我国农业机器人品类不断丰富、应用场景更加多样、应用深度不断提升，从感知、决策控制到末端执行器操作等各个方面加速技术迭代，对现代农业变革作用逐步显现。技术落地与政策资本双轮驱动，加速农业机器人从实验室、验证场景走向实际应用，根据《中国机器人工业年鉴》，我国农业机器人行业营收从2020年的7.62亿元增长至2024年的21.95亿元，占全球市场的9.24%；产量从2020年的1.94万台增长至2024年的5.63万台，需求规模从2020年的1.92万台增长至2024年的5.86万台。随着我国农业机器人创新链、产业链不断完善，农业机器人产量、需求量将呈现持续增长趋势。据测算，预计到2030年，我国农业机器人产量、需求量将达70万台左右。

农业机器人技术创新取得进展。国家科技计划从“十一五”开始支持除草、水果套袋、果蔬采摘、巡检施药等机器人研发。“十四五”以来，通过国家重点研发计划“工厂化农业关键技术与智能农机装备”、国家农业科技重大项目等支持，实现实时感知、决策控制、作业执行、自主移动等核心技术和大田粮油生产、设施果蔬生产、畜禽水产养殖生产等典型农业机器人的创新突破。此外，突破了作物长势、病虫草害、作物果实、动物行为等动植物及环境感知识别技术，提升了作业准确率。突破了决策与操控技术，提升了对靶施药、果蔬采摘等作业速度和精度。突破了智能作业部件技术，实现了精准播种、定位除草、精量施药、低损收获、精准注射以及脉动挤奶等作业部件(单元)可感、可调、可控。突破了复杂环境高适应性作业机器人平台技术，满足多种环境作业需求。初步构建了面向重要产业、主要场景、关键环节的大田种管收、大宗设施果蔬采摘、畜禽水产养殖巡检作业机器人产品体系。

农业机器人实现典型场景应用。农业机器人在大田、设施种植、畜禽养殖等领域的应用验证品类、规模不断扩大，形成了一批“机器人+”农业生产模式。大田通用机器人平台及播种、植保、收获作业机器人实现了关键环节覆盖，在水稻、玉米、小麦等作物上试验应用，提高了农业生产效率，减轻了农机手操控大型高速农机装备的劳动强度。设施种植机器人从试验走向实际应用场景，番茄采摘、蘑菇采摘、物料搬运、作物巡检、除草施药等机器人实现了一定规模应用，解决了“无机可用”问题，提高了种植、田间管理、采摘等环节的效率。养殖作业机器人的应用提高了养殖精细化水平，饲草料推送、个体饲喂、巡检与监测、防疫注射等多种机器人应用于猪、鸡、牛等畜禽水产养殖生产，替代了部分恶劣环境下的人工作业，提高了养殖精细化、绿色化、智能化水平。

四、加快推进

农业机器人技术攻关突破

“十五五”期间，我国现代农业加速向更加高效高质、绿色低碳、智能智慧方向发展，农机装备加速向高效化、绿色化、智能化、网联化、机器人化发展。但对标全球农业机器人前沿发展趋势，以及我国发展现代农业和培育农机装备新动能新产业的迫切需求，我国农业机器人在关键核心技术及零部件自主可控和产业培育上仍存在短板弱项。

部分关键核心技术仍有短板弱项。农业机器人基础与应用基础研究相对不足，原创性、系统性成果少。同时对比全球农业机器人技术加速发展趋势，认知泛化、自学习决策、自适应性调控、自主协同、集成管控等核心技术仍存在“不准、不精、不灵、不快”等卡点和差距，核心零部件系统也存在“受制于人”“落后于人”短板。

产品适用性、可靠性等性能有待提升。农业机器人普遍处于实验室或验证阶段，存在作业环境/对象适应不够、功能单一、连续可靠作业时间短等问题，与实际生产要求的产品质量、作业效率、生产质量相比仍有差距，“可用、能用”但“不好用、不易用、不适用”。

规模化产业应用和培育仍需加力推进。产业规模还比较小，具有规模的农业机器人企业少，大型农机企业尚未有规模化布局，产业链尚不完善，处于起步发展阶段。研发制造、推广应用、维修维护、标准检测等产业体系尚未健全，适应机器人作业的农艺与栽培养殖模式、应用场景还不多，推进规模产业应用的支持政策还不完善，可规模化复制的商业模式还有待成熟，大规模化产业应用仍需加力推进。

面向未来农业和农机装备产业发展，要加快推进农业机器人技术攻关突破，推进农业机器人从“可用、能用”向“安全、好用、易用、适用、智用”跃升，实现科技创新与产业培育深度融合。

农业机器人智能操控技术及系统。面向农业机器人操控系统国产化自主化、通用性跨平台应用需求，突破基于操控系统架构和基于“视觉—语言—动作”架构的决策、控制、作业技术，研发通用操作系统和作业应用程序；突破多场景虚实融合仿真、多模态信息采集与交互、多任务强化学习与模仿学习协同训练等核心技术，研发测试训练系统；突破多模态感知与多元异构信息交互、多元决策控制模型构建、多任务高效规划与跨平台作业调度等关键技术，研发作业智慧管控系统。

动植物种苗繁育生产作业机器人。面向动植物育种、种苗高质精细生产需求，针对大规模依赖人工、作业一致性不稳定、疫病安全防控风险大等问题，突破个体及部位精确识别、健康与发育发情状态动态感知、动态巡检与跟踪、材料及组织精细取样等关键技术，研制育种材料取样测定、辅助配种和种苗分级、嫁接、采粉授粉等机器人及全程机器人生产系统。

大田生产作业机器人。面向主要粮经作物生产机械化智能化向机器人化升级需求，突破复杂工况和高速作业条件下场景实时构建、精确种管收作业操控、跨智能体协同、群控自组织协同等关键技术，面向丘陵山地、水田、规模化旱作等典型场景，研发高适应性、高通过性、高稳定性大田种植作业机器人作业动力平台，研制栽种、巡检、除草、施药、收获等智能自主作业机器人，构建大田生产全环节机器人作业技术体系。

设施果蔬生产作业机器人。针对果蔬生产关键环节劳动强度大、持续时间长、精细要求高，“无人愿干”“无机可用”带来的“机器换人”的迫切需求，基于人工智能、具身智能、人形机器人等技术，突破开放环境下植株及果实目标信息感知、多模态自主决策、多任务规划与调度、多末端执行器伺服控制、个体选择性作业等核心技术，研制果蔬栽植、巡检植保、植株管理和采摘等通用型多功能作业机器人。

畜禽养殖生产作业机器人。面向养殖绿色安全、高质高效发展需求，突破畜禽个体目标识别与定位跟踪、多模态繁殖与健康行为表征、微观及痕量体征体况高精度监测、畜禽产品品质检测与采集等核心技术，研制个体化疫病监测与疫苗注射、智能化分群、集中式定量投料与精量饲喂、个体精准健康清洁与消杀、智能挤奶等作业机器人，构建畜禽养殖全程无人机器人作业技术体系。

水产养殖生产作业机器人。面向水产养殖机械化、智能化发展，针对水域海域工况复杂、水产动物动态目标识别难、水下作业精确控制难等问题，突破水下环境实时监测预测、水产群体与个体判别、定位精准精量投饲、大压力下机器人位姿与作业精确控制、水产对象实时定位跟踪与捕获等核心技术，研制养殖设施巡检与建构、增氧/投喂、水产品采捕等作业机器人。

农产品产地加工作业机器人。面向农产品产地高品质梯次化、选择性处理、高效转运等需求，研发开放工况复杂地形地貌机器人行走、果蔬品质精细判别、果蔬精细整理与拣选、机器人多任务协同等关键技术，以典型大宗、露地生产果蔬为场景，发挥人形、多足、轮足等机器人平台多场景适应性优势，研制精细整理与拣选、分级分类计量与包装、协同装载与转运等作业机器人。

（作者：吴海华，中国机械工业集团有限公司）