设施农业采摘机器人研究进展

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智能化果蔬采摘机器人是现代设施农业发展的迫切需要。概述了国内外设施农业果蔬采摘机器人的研究现状，通过分析目前典型的采摘机器人的功能、工作原理和关键参数，指出目前采摘机器人研究应用过程中的主要难点和制约因素，以及采摘机器人的未来研究方向。

果蔬采摘是果蔬生产过程中最为耗时、耗力、实效性强的生产环节之一，所需投入的劳动力约占整个生产种植过程的40%～50%。随着社会发展，特别是工业化发展进程使得农业劳动力逐渐减少，农业劳动力成本逐渐增加。依靠人工劳作的生产形式已不能满足现代农业发展的需求。依靠机器人、智能化装备开展农业生产成为现代农业发展的迫切需要，是在农业机械化、自动化基础上提出的新的要求和发展趋势。

果蔬采摘机器人是农业机器人的一种，是机器人技术在农业中应用和创新，集中了机械、电子、信息、计算机、农学和生物等多学科领域知识。采摘机器人将在减轻劳动强度，解决劳动力短缺，保障采摘作业的适时性，提高农业生产效率，提高果蔬质量等方面具有巨大的潜力和市场需求。

20世纪60年代，一些研究学者开始尝试采用机器人技术进行果蔬的收获，到90年代出现了一个发展的高峰。日本、荷兰、美国、西班牙等农业发展国家出现了一批果蔬收获机器人样机。涉及到的研究对象主要有柑橙、苹果、番茄、樱桃、黄瓜、葡萄、甘蓝、生菜、马铃薯、草莓等。随着近年的发展，依据采收对象和采收方式的区别，农业采收机器人逐渐呈现3 种不同的发展类型：果树采收类、大田采收类及设施农业采收类。

由于设施农业具有栽培模式结构化程度高，果蔬采摘频率高等特点，尤为适合发展机器人化的采摘。同时，设施农业环境下又受到空