15、农业自动化与机器人技术：现状、应用及经济分析

农业自动化与机器人技术：现状、应用及经济分析

1. 引言

多年来，机器人系统在仓库和工业生产领域得到了广泛应用，因为这些环境可控。早在20世纪60年代初，林业和农业领域就开始设想研发无人驾驶车辆，开展了关于自主拖拉机和自动转向系统的基础研究。

近年来，农业领域对机器人系统的开发兴趣日益浓厚。专家们借助新通信技术、地理信息系统（GIS）、传感器系统和定位系统（GPS），为园艺和农业领域的高价值作物以及景观管理开发新的自主车辆。

目前，已经有多种园艺和果园作物的自主原型，如草莓、橙子和西红柿的相关系统。对于高价值作物，还开发了基于实时气候情况的特定地点灌溉自动化系统。此外，还有用于田间作物的自主除草机、配备GPS和摄像头用于导航的自动收获系统，以及室内环境下用于动物产品的自动化清洁和喂养系统。

不过，在户外开放环境中开发自主和机器人系统更具挑战性，主要是出于安全考虑。机器人的安全系统必须足够可靠，才能实现无人值守和自主运行，但开发这样的安全系统成本较高。不同的任务需要不同程度的自主性和场景，人们正在研究用小型自主机器取代传统大型拖拉机的可行性，这些小型车辆能全年在半自然环境中无人值守地完成有价值的任务，并且对生态影响较小，能源消耗低，还能减少土壤压实。

2. 经济学分析

目前，关于引入自主田间机械实现更可持续生产系统的经济影响研究较少。Goense将传统车辆与自主车辆进行了比较，他发现如果自主车辆每天能工作23小时，随着劳动力成本的小幅上升或导航系统价格的小幅下降，使用自主车辆将更具可行性。同时，他还讨论了其他影响最终结果的因素，如劳动力时间占比、服务人员成本等。

Have分析了自动化对土壤耕作和机械