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“鸭脖app” 当前农业机械人的研究前沿偏向及重点研究内容

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本文摘要:农业机械人是指一种以农产物为操作工具,具有人体局部信息感知和肢体行动功效,集多学科于一体,可重复编程的柔性自动或半自动设备。农业机械人能够逐步取代人力而且不停资助农业生产降低劳动强度,同时,其还可提高劳动效率,资助解决现在许多国家面临的劳动力稀缺难题。农业机械越来越受到农业人口较少的蓬勃国家的重视,也成为国际农业装备工业技术竞争的焦点之一。

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农业机械人是指一种以农产物为操作工具,具有人体局部信息感知和肢体行动功效,集多学科于一体,可重复编程的柔性自动或半自动设备。农业机械人能够逐步取代人力而且不停资助农业生产降低劳动强度,同时,其还可提高劳动效率,资助解决现在许多国家面临的劳动力稀缺难题。农业机械越来越受到农业人口较少的蓬勃国家的重视,也成为国际农业装备工业技术竞争的焦点之一。相对而言,我国与蓬勃国家水平差距显着,如农牧业工艺与机械设备联合的不够精密,海内稳定性、故障率、易用性等指标不理想,生产成本较高,生产效率偏低,智能化水平不高,焦点算法的差距显著。

但未来的农场一定将是无人农场,将会需要大量的农业机械人,海内许多研究机构和企业也在探讨无人农场,也建设了无人农场的示范,虽然我国对机械人的研究起步相对较晚,但工业生长迅速,同时政策上支持力度不小,工业和信息化部、生长革新委、财政部于早前就曾团结公布《机械人工业生长计划(2016—2020年)》,就为农业机械人的进一步生长提供了新机缘。据分析称,农业机械人现在已成为世界热点,2017-2021年期间,人工智能在农业中应用的年复合增长率为22.68%。2016年为27.6亿美元,预计2020年为111亿美元,2025年为308亿美元,主要包罗农业无人机,无人拖拉机、智能收获机、智能除草机、挤奶机械人、农业自动化与控制系统等。农业机械人的广泛应用是人工智能农业领域市场快速生长的重要因素。

而现在中国农业机械人研究产出规模已经凌驾美国,同时重点关注在收获和采摘机械人。本文以农业机械人相关研究SCI论文为工具,对农业机械人的论文产出趋势、热点研究主题、国家竞争态势及研究前沿举行了四个方面的分析,旨在掌握该领域的国际总体竞争态势和研究前沿偏向,为科技结构和科技治理提供决议支撑。研究前沿分析的方法是,将所有检索到的SCI论文数据举行汇总,以排名在Top10%的论文为选择基础,筛选出被引频次高的论文,同时在此基础上邀请专家举行甄选,同时选出重点论文,并对逐篇重点论文举行内容解读,然后凭据研究主题聚类、分析,以此获恰当前农业机械人的研究前沿偏向及重点研究内容。

1.国际竞争态势该篇论文分析称,中国农业机械人研究产出规模凌驾美国,重点关注收获和采摘机械人。2013—2018年,世界所有能检索到与农业机械人研究相关的SCI论文,数量为484篇(检索日期停止到2018年12月)论文数据讲明,相关农业机械人的研究论文从2013年的53篇增加到了2017年的114篇(2018年数据不完整),增长近1倍。从数据可以看出,年度数量变化呈增加趋势,讲明各国近年来农业机械人研究产出规模不停扩大,同时该领域仍然处于研究的上升期,且越来越受到关注。

2. 领先国家2013—2018年,世界农业机械人SCI论文孝敬自全球52个国家,其中数量最多的前10个国家依次是中国、美国、西班牙、德国、澳大利亚、荷兰、以色列、意大利、英国和日本,10个领先国家的论文数量合计426篇,约占论文总量的88%。从论文数量的年度变化可以看出,在农业机械人方面,中国的论文数量逐年增加,且增长趋势很是显着,年度论文数量2014年开始凌驾美国跃居第一。

固然这也不乏中国农业相关的研究人员与日俱增的因素。3.热点主题在农业机械人相关的SCI论文中讲明,各国的热点研究主题主要集中在作业场景与关键技术,漫衍较为不平均。其中中国比力关注的是收获和采摘机械人的研究,而美国、澳大利亚、荷兰和英国等更关注挤奶机械人,以色列和日本较为关注收获机械人,德国与意大利关注喷灌机械人。

可以看到各国的农业机械人相关研究都很大水平上受到本国的农业国情影响,同时研究能产出效益的还是凭据实际需求获得了很好实验和验证之后的结果。4.前沿偏向在论文整体产出上,虽然中国农业机械人研究产出规模凌驾美国,但被引频次能在一定水平上反映论文的质量和影响力,高被引论文的研究内容在一定水平上可以反映该领域的研究前沿。从论文内容中举行判断,我们可以很好确定出相关的前沿偏向。

例如对检索到的与农业机械人相关的SCI论文举行筛选、判读,可以看出,研究主题现在聚集在3个前沿偏向,划分在作业工具识别和定位算法优化,导航和路径计划算法优化,以及对作业(农业生产)工具的分选与监测研究。在作业工具识别和定位算法优化方面,各国的主要研究对番茄、甜椒、苹果、柑橘和荔枝等蔬果及杂草和作物病害等的识别,而中国在这一偏向上的研究产出相对较多。导航和路径计划算法优化方面,日本和西班牙的相关研究则越发超前。

美国在作业工具的分选与监测研究上产出相对较多,研究重点包罗果实分选及水产养殖监测和牛奶产量与风险监测等。5.结语全球农业生产的集约化和规模化历程不停加速,但无疑随着人口的稳定和下降趋势,世界农业劳动力一定会不停淘汰,但各国对农业机械人的需求将连续加大。由于农业情况和作业工具的庞大性、多变性和非结构性,现在可以看到,农业机械人研举事度大,相关作业效果有待提高。在作业工具识别和定位、导航和路径计划、作业工具的分选与监测等前沿偏向上,要以开放创新的理念开发和应用新技术,促进具有多情况适应性的智能农业机械人的研发。

在技术上,随着云盘算、大数据和人工智能等新一代信息技术与农业技术的深度融合,农业机械人作为新一代智能化农业机械将突破瓶颈并获得广泛应用。同时,未来农牧机械人新技术研究包罗深度学习、新质料、人机共融、触觉反馈等技术,都值得全世界人类举行探索。深度学习提高农业机械人感知和决议能力,如感知包。


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