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農(nóng)業(yè)機(jī)器人將呈現(xiàn)出信息化、智能化和小型化等趨勢(shì)

隨著全球人口的持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2050年世界需增加60%的食物生產(chǎn)以滿足93億人口的需求。與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺和老齡化問(wèn)題日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式面臨巨大挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)機(jī)器人作為一種高端智能農(nóng)業(yè)裝備，能夠在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，提高資源利用效率，保障糧食供應(yīng)的可持續(xù)性，已成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

1、農(nóng)業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)需求背景

（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要人工作業(yè)環(huán)節(jié)及挑戰(zhàn)

大田作物生產(chǎn)涵蓋耕地、播種、施肥等多個(gè)環(huán)節(jié)，果園或園藝作物涉及育苗、灌溉等工作，養(yǎng)殖過(guò)程包括飼喂、擠奶等任務(wù)。以草莓采摘為例，當(dāng)前高度依賴人工，西方勞動(dòng)力不僅嚴(yán)重缺乏、不穩(wěn)定，而且成本高昂，如挪威采摘工約120元/時(shí)，英國(guó)約80元/時(shí)，且季節(jié)性采摘工供應(yīng)極不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率急需提高

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）測(cè)算，為滿足未來(lái)人口增長(zhǎng)的食物需求，農(nóng)民需在相同土地上更精確、高效地生產(chǎn)食物，并減少環(huán)境影響。農(nóng)業(yè)機(jī)器人等智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)能為植物精準(zhǔn)提供各類輸入物，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)提升資源利用效率。

（3）農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺日趨嚴(yán)重

世界農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力占比已從1991年的44%降至2021年的26%，中國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力在城鎮(zhèn)化進(jìn)程中加速減少，“十三五”時(shí)期平均每年減少約1300萬(wàn)人，且面臨老齡化問(wèn)題。2017年中國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力平均年齡達(dá)53.3歲，55歲及以上勞動(dòng)力占比大幅上升，若無(wú)高端農(nóng)業(yè)裝備替代，將面臨“無(wú)人耕種、天價(jià)食品”的困境。

2、農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈由上游原材料及零部件供應(yīng)、中游生產(chǎn)制造和下游應(yīng)用領(lǐng)域構(gòu)成，各環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)。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(jìn)口，影響機(jī)器人性能；中游采用模塊化設(shè)計(jì)與柔性生產(chǎn)線，龍頭企業(yè)通過(guò)垂直整合和技術(shù)迭代提升產(chǎn)能，國(guó)內(nèi)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)合作；下游應(yīng)用于多種農(nóng)業(yè)領(lǐng)域并不斷拓展，直銷為主但電商平臺(tái)銷售占比快速增長(zhǎng)。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖

資料來(lái)源：普華有策

3、農(nóng)業(yè)機(jī)器人（細(xì)分）行業(yè)與關(guān)鍵技術(shù)

（1）巡檢、作物表型、放牧機(jī)器人

這類機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)包括農(nóng)業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)、機(jī)器人導(dǎo)航、作物表型分析等。在設(shè)計(jì)上注重模塊化輕量化、高機(jī)動(dòng)性、高抗震性和姿態(tài)控制，運(yùn)用大田衛(wèi)星導(dǎo)航、基于激光雷達(dá)或視覺的即時(shí)定位與地圖構(gòu)建（SLAM）、多源傳感器融合等技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)。

（2）對(duì)靶施藥、施肥機(jī)器人

智能化施藥離不開靶標(biāo)的探測(cè)，關(guān)鍵技術(shù)涵蓋農(nóng)業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)、對(duì)行導(dǎo)航、作物檢測(cè)等。通過(guò)目標(biāo)識(shí)別、跟蹤和大小預(yù)測(cè)，結(jié)合噴嘴設(shè)計(jì)、霧化控制和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥和施肥。

（3）精準(zhǔn)除草機(jī)器人

精準(zhǔn)除草機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)包括移動(dòng)平臺(tái)、對(duì)行導(dǎo)航、大數(shù)據(jù)、雜草與作物檢測(cè)等。涉及機(jī)械臂控制、路徑規(guī)劃、目標(biāo)識(shí)別和末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)等多種技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)除草，減少對(duì)作物的損害。

（4）剪枝機(jī)器人

剪枝機(jī)器人主要技術(shù)有點(diǎn)云配準(zhǔn)、多傳感融合、虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字孿生等，通過(guò)視覺伺服、路徑規(guī)劃和技能傳遞，結(jié)合動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的剪枝作業(yè)。

（5）果蔬采摘機(jī)器人

果蔬采摘機(jī)器人是研究熱點(diǎn)之一，已研發(fā)出多種針對(duì)不同果蔬的采摘機(jī)器人。團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)的采收一體式番茄串采機(jī)器人和草莓采摘機(jī)器人具有完全獨(dú)立產(chǎn)權(quán)，采用多源視覺感知融合、軟硬一體機(jī)械手、視覺-激光雷達(dá)融合導(dǎo)航等先進(jìn)技術(shù)，具備操作空間大、損傷低、精度高和能持續(xù)作業(yè)等特點(diǎn)。

4、政策的影響

隨著人口老齡化的加速以及農(nóng)村勞動(dòng)力的減少，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已難以滿足需求。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，國(guó)家積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展，其中農(nóng)業(yè)機(jī)器人作為農(nóng)業(yè)智能化的重要一環(huán)，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。國(guó)家也逐漸重視農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，發(fā)布了一系列相關(guān)政策。如2023年1月，工業(yè)和信息化部等十七部門發(fā)布《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，其中提出加快農(nóng)林牧漁業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)裝備智能化改造，推動(dòng)機(jī)器人與農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖、林業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)深度融合，支撐智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。2024年10月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)意見》，其中提出大力發(fā)展智能農(nóng)機(jī)裝備，推進(jìn)農(nóng)機(jī)具數(shù)字化升級(jí)，研發(fā)推廣高精準(zhǔn)作業(yè)水平的智能農(nóng)機(jī)裝備，建設(shè)全國(guó)農(nóng)機(jī)作業(yè)指揮調(diào)度平臺(tái)；鼓勵(lì)農(nóng)墾發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機(jī)作業(yè)”。

農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)相關(guān)政策

資料來(lái)源：普華有策

5、農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

（1）信息化趨勢(shì)

隨著農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人借助傳感器、攝像頭獲取農(nóng)田實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如土壤濕度、溫度、光照等），自動(dòng)調(diào)整施肥量、灌溉量等作業(yè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)管理，還能通過(guò)云平臺(tái)上傳數(shù)據(jù)，達(dá)成農(nóng)田的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。

（2）智能化趨勢(shì)

未來(lái)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人將會(huì)更加智能化和自動(dòng)化。通過(guò)深度學(xué)習(xí)和機(jī)器視覺技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，提升植物識(shí)別和定位精度，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的農(nóng)業(yè)工作。機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將更加靈活，適應(yīng)更多種類作物的需求。此外，與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的深度融合，將使機(jī)器人能根據(jù)作物生長(zhǎng)狀態(tài)和天氣條件動(dòng)態(tài)調(diào)整作業(yè)策略，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

（3）小型化趨勢(shì)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械體積大、重量沉，不適合狹小農(nóng)田操作。小型農(nóng)業(yè)機(jī)器人則可靈活穿梭于農(nóng)田完成各類作業(yè)，像小型無(wú)人機(jī)能空中攝像巡視監(jiān)測(cè)農(nóng)田，小型機(jī)器人能進(jìn)行除草、噴農(nóng)藥等精細(xì)作業(yè)，既提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，又減少對(duì)農(nóng)田的損害。

（4）多機(jī)協(xié)同作業(yè)

未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)器人將朝著多機(jī)協(xié)同作業(yè)方向發(fā)展，不同類型的機(jī)器人可以分別負(fù)責(zé)播種、施肥、除草、收割等環(huán)節(jié)，通過(guò)高效協(xié)作完成整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體效率。

《“十五五”農(nóng)業(yè)機(jī)器人行業(yè)細(xì)分產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)鏈全景調(diào)研報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）