0.015秒识别

7.5秒采下

10分钟一棵树

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在纪录片中看到的高科技场景，如今照进了现实

2022年11月，苹果全程机械化科研基地（陕西白水苹果试验站）的双臂苹果采摘机器人亮相于农业农村部。据了解，机器人只需0.015秒就能识别出树上苹果的位置，实现“握力小、抓得稳、采得下”，单臂单果采摘速度平均约为7.5秒/个，双臂采摘每小时可采摘约800个果实，相当于6至7棵果树，约10分钟一棵树。未来，这台苹果双臂采摘机器人甚至能够做到昼夜不停采摘，实现无人自主化智能运行。

机械化的本质是什么？替代简单劳动；智能化的本质是什么？替代复杂劳动。元一智库农研中心主任、农参总编辑铁丁老师认为，提高效率，降低成本正是品牌建设要达到的状态。品牌农业必须要有成本意识，把成本（价格）管理当作重要的课题来做，包括种植养殖成本、仓储物流成本、管理运营成本、人力资源成本等。从传统生产走向机械化生产，从粗放经营走向精细化管理，这是农业发展的必然趋势和要求。

今年，中央一号文件文件提出，加快先进农机研发推广，加紧研发大型智能农机装备、丘陵山区适用小型机械和园艺机械。

这台苹果双臂采摘机器人的试验成功，也意味着我国苹果采摘机械化向前迈出了重要一步。

我们为什么需要采摘机器人?

机器人采收是农林业现代化的关键之一。采摘是水果生产链条中最耗时、最耗力的环节，在果农的经营成本中，雇佣采摘工人的费用占据了50%~70%。尤其发达国家，农业发展面临人口老龄化严重，农业劳动力缺失的风险，而雇佣农工的成本又在逐渐增高，采摘机器人将是成为最好的替代。

根据“十四五”规划资料，全国农作物耕种收综合机械化率达到71.25%，而丘陵山区农作物耕种收综合机械化率还不足50%，低于全国平均水平20%左右。我国虽是发展中国家，已呈现出人口老龄化，村庄空心村、农田变荒地的现象，农村劳动力短缺以及人工劳动成本高昂成为农户务农的绊脚石。同时，我国地大物博，地形地貌复杂多样，人工种植成本居高不下。

以苹果为例，在我国西北、西南地区、东南地区的苹果种植区，多呈现丘陵沟壑、崎岖不平、种植碎片化现象，苹果采摘、运输困难。

大型智能农机的投入使用将降低苹果采收以及山地运输的时间成本和运输受损成本。提高农民生产种植的热情，助力农村产业振兴，加速农业现代化快速发展。

机械化智能化的国外实践

放眼全球，在20世纪80年代，美国、日本、德国就开始研究采摘机器人。经过多年发展，市场上采摘机器人主要有草莓采收机器人、番茄采收机器人、黄瓜采收机器人、苹果采收机器人和林业采收机器人等。

美国华盛顿州，著名的“水果之乡”，更是世界级的著名苹果出口基地，华盛顿苹果享誉全球。一些果园使用智能苹果机器人进行采收。他们的采摘机器人是由6只采摘臂组成，1分钟采摘30个苹果，从一个苹果识别到采摘仅需1.5秒；与卫星导航结合视觉分析，可以准确识别树上已成熟的苹果，然后采用用真空抽吸式，全天候采摘。

但是，机器人和种植环境是相互成就的。

他们为了采摘机器人能够大规模进行机械化采收作业，专门将原来三维的苹果树生长空间改为二维平面种植，研究出适合采摘机器人在田间穿梭作业的矮化自根砧带分枝大苗建园，高纺锤形是主要树形。苹果树的枝条不再张牙舞爪地伸向四周，而是对枝条进行功能化分类修建，而在种植行距上，采用电脑智能控制，用GPS坐标定位，由拖拉机自动种植行距在4米，并保持每一排果树呈直线状排布。

智能采摘机器人市场巨大，而在水果采摘中，时间就是一切，延后一周两周，水果将损失其80%的价值，全球的水果种植者每年因无法采摘导致的销售额损失达到了300亿美元。因此，智能采摘机器人是世界各国重要的农具之一。

2021年10月，日本Inaho番茄采收机器人，全自动化采摘零食番茄、AI算法根据果实颜色和大小识别成熟度、平均6秒钟采摘一颗西红柿，一次充电可使用12小时、可昼夜工作。西班牙柑橘采摘机器人每分钟摘柑橘60个，而人工只能摘8个左右，工作速度极快。

同年，荷兰国际园艺展会（GreenTech）上，普瑞瓦推出可独立在温室内移动行进的摘叶机器人Kompano，可全天候对番茄植株进行摘叶操作。在智慧算法和已获专利的末端执行器支持下，这款机器人每周作业面积达1公顷，准确率超过85%。第一批机器人已经交付种植者使用。

新西兰，Robotics Plus公司的猕猴桃自动采摘机，4只机器采摘臂可以成熟地摘下果架上的猕猴桃，然后传送到收藏盒。

说到采摘机器人还有很多种，上述盘点的采摘机器人虽然已经试验成功，但要么呈现小规模生产面世，要么有价无市。尤其在各国种植标准化不统一的情况下，距离采摘机器人面向市场商品化销售还有很长的路要走。

机械化倒逼农业标准化种植

好马配好鞍。我国丘陵地区主要承载着大宗果蔬等经济作物，是我国的“果篮子”，加快适合我国丘陵地区大宗水果采摘机器人自主研发工作，对我国实现农业现代化至关重要。

据了解，英国一台采摘覆盆子的机器人造价需要70万英镑（折合人民币约614万元）。智能农机造价不菲，并非小农户能随便入手的农机。要提高智能农机的大批量使用，我国“小而散”的农田种植模式应向规模化种植、标准化管理、机械化生产靠拢、看齐。

元一智库农研中心主任、农参总编辑铁丁老师认为，小农户分散生产的品质不统一，难以达到品牌的要求。品牌打造本身资金投入大、回报周期长、能力门槛高，小农户难以参与进来。通过机械化、标准化生产提升品质，可以为品牌农业发展创造条件，加速小农户与大市场的高效对接。

以苹果栽培为例：可以根据各地区的气候、土壤等自然环境，对苹果的品种、苗木等进行选择，按照“因地制宜、适树适栽”的原则，整合小农户进军大农场，然后依据现代化、机械化生产需求，建设适合农机作业的标准化果园。通过现代化农业生产方式倒逼果园建设标准化种植。如同前文中提到的，美国已经将高科技渗透到苹果园中的每一个角落。

投融资不断，加速机器人产品落地

科技是第一生产力。近年来，在国家经济、科技都获得快速发展的情况下，智能机器人已经在很多领域得到了广泛的应用。国内外高校科研团队和企业积极带资投入农业机器人的合作、研发以及推广工作中。

2018年大疆科技获得战略性投资10亿美元，2020—2021年极飞获得百度资本、软银愿景、创新工场、高瓴资本等合计15亿元的投资，无人飞机领域的后起之秀苏州极目、南京拓攻两家企业也获得了数亿元人民币的融资，此外丰疆智能、上海联适、惠达科技等北斗自动导航、智能农机企业也都获得了数额不等的投融资。

近三年，拥有广阔空间的农业消费市场也吸引着互联网巨头和产业龙头持续加码。2022年，农业无人驾驶企业“中科原动力”完成了数千万A+轮融资。本轮融资由创世伙伴CCV领投，老股东祥峰投资、德联资本跟投，将主要用于产品研发以及市场拓展。互联网行业也纷纷入局，拼多多宣布专门设立100亿元农业科技专项，腾讯安全发布战略新品“腾讯安心平台”，京东落地“农产品大流通战略”等等。

融资是农资企业从商品经营到资本竞争的跨越式发展，除了以上企业，目前沃得、威马、星光等典型农机制造商也加快创业板、科创板、上板上市资格的标的。我国人工智能、自动驾驶、智慧农业的发展强劲有力。

实用虽远，但意义非凡

近年来，我国在大型智能农机装备的研究方面取得了很多成就。

以大疆农业为例，中国造植保无人飞机领先全球，全球市场占有率70%以上，大疆、极飞的无人飞机全面占领日本、韩国等。

中国人的饭碗要牢牢端在自己手里。农业机械化发展实现了一人对多机管理，连续高强度长时间作业，大幅减少作业人员数量。

我国在新疆、内蒙古、东北等地的粮食作物农业机械化生产已广泛使用。但大宗水果等受自然环境的影响，相比粮食作物的机械化生产管理要弱。果园种植要实现全面机械化生产，一方面要加快规模化种植，另一方面则根据现代农业机械化发展程度，倒逼果园从耕地、整地、施肥、打药、采收等方面实施建设标准化果园以及管理办法，以促进大型智能农机尽早下地作业。

以双臂苹果采摘机器人为代表之一，相信未来，我国农业将一改过去面朝黄土背朝天式耕作，实现机器人种地，一人管理成千上万亩农田的场面。

参考资料：

[1]农民日报：ChatGPT火出圈，苹果采摘机器人咋样

[2]极客公园：2050 年，我们需要 500 万「机器人」摘水果

[3]678Robot：万物皆可摘！采摘机器人在农业的应用领域原来这么广？！

[4]直观学机械：50亩果园1台机器6只手，不分白天黑夜作业，采摘苹果不到1秒

[5]35斗：农机企业也排队IPO，行业迎来第二次资本浪潮

[6]锡山国家农业园：农业 | 盘点6款国外农业机器人！炫酷又实用！