农业机器人国际竞争态势与研究前沿分析

农业机器人作为新一代智能化农业机械,由于可以替代人力及提高劳动效率和综合生产力而受到各国重视,并成为国际农业装备产业技术竞争焦点之一。本研究以与农业机器人研究相关的SCI论文为对象,综合运用文献计量法、内容分析法和专家咨询法等,对农业机器人的论文产出趋势、热点研究主题、国家竞争态势及研究前沿进行了分析,旨在把握该领域的国际总体竞争态势和研究前沿方向,以为科技布局和科技管理提供决策支撑。      

农业机器人关键技术研究现状与发展趋势

农业机器人是机器人领域重要分支,农业机器人代替人工作业成为现代农业发展的重要趋势。本文给出了农业机器人定义和分类,分析了农业机器人国内外发展现状、应用需求和技术挑战,划分了农业机器人3个发展阶段。通过对各类应用场景农业机器人的研究分析,提出了农业机器人的物境信息智能感知、智慧决策与智能控制、灵巧臂手精准作业、自主导航稳定行走、端-边-云协同机器人系统5大技术要素,阐明了农业机器人关键技术发展趋势,给出了其技术标准体系架构方案。指出了农业机器人共性关键技术是助推智能农机升级、智慧农业产业快速发展的重要抓手,同时指出我国农业机器人正进入快速发展期,也是我国追赶国际技术前沿的战略机遇期,最后为我国农业机器人产业发展提供了方向性建议。     

机器人在设施农业领域应用现状及发展趋势分析

机器人技术在设施农业领域的广泛应用,不仅大幅提升农业产量,也能够体现一个国家农业现代化科技水平。机器人操作系统ROS的兴起,逐渐成为国内外设施农业机器人研究开发的热点。对国内外机器人设施农业领域相关研究探讨分析,综述当前机器人在种苗嫁接移栽、喷药施肥、果蔬收获加工、畜禽健康养殖等设施农业领域方面的应用现状,总结归纳SLAM地图构建、自主导航、机器视觉三种机器人关键技术研究趋势,并对比分析路径规划中Dijkstra算法、BFS算法、A*算法的优缺点以及机器视觉在果蔬采摘分选等领域的发展趋势。面对农业向智慧农业方向发展,总结并展望设施农业机器人未来发展趋势。     

选择性收获机器人技术研究进展与分析

鲜食果蔬成熟度不一致,需依据着色、尺寸等指标有选择地收获,是人工消耗最大、影响产业发展的瓶颈环节。选择性收获技术是农业机器人的重要研究领域,能降低人工成本并提高果蔬利润,已成为国际上果蔬收获技术发展的重要方向。近年来,以白芦笋为代表等地下部和苹果、草莓、番茄等为代表地上部的鲜食果蔬选择性收获技术进展加快,成为农业机器人的研究热点。本文阐述了近年具有市场化前景的选择性收获技术发展与应用情况,梳理出技术研发的实现路径、应用对象和发展脉络。着重分析了末端执行器与收获机构、收获目标识别与定位技术、选择性收获协同控制技术的共性关键问题,归纳了该领域技术研究的开放性问题。最后,总结了我国选择性收获技术面临的挑战和机遇,针对少人化或无人化果蔬生产的应用场景,指出了产业未来发展与技术产品化需考虑的平衡点。     

基于专利分析的全球节水灌溉工程技术发展态势

为了把握全球节水灌溉工程技术的专利研发态势,为我国节水灌溉工程技术的技术研发和专利布局提供参考,利用专利分析的方法,采用智慧芽专利分析平台,结合人工标引和统计,利用EXCEL等工具对中外节水灌溉工程技术专利进行系统分析。重点分析了全球节水灌溉工程技术专利的年度申请态势、专利类型和法律状态、国家和区域布局、研发活跃的国家、技术布局、研发活跃的机构,最后分析了国外节水灌溉重点公司的专利布局和重点专利,并结合专利分析总结了节水灌溉工程技术的发展趋势。结果表明,节水灌溉工程技术是未来中外研发机构重点关注的领域,中国在该领域的专利申请量排第1,但中国专利的质量有待提升;美国的RAIN BIRD、HUNTER INDUSTRIES、以色列的NETAFIM是全球节水灌溉工程技术领域的佼佼者,国内节水灌溉工程技术研发机构应重视这些机构的研发动向,剖析其核心技术专利,并进行再创新,同时建议加强与这些机构的合作;研究发现未来在基于互联网、无线网实时获得作物生长环境状况基础上进行自动灌溉控制的精准灌溉技术是未来发展的热点和趋势;污水处理用于灌溉的技术也受到业内研发机构的重视,建议国内相关研发机构关注这几个领域,加大研发力度。     

基于专利地图的农业机器人技术发展态势研究

农业机器人是农机产业的重要潜在发展方向,可提升农机企业核心竞争力、驱动科技创新及促进农业生产效率提升。为此,针对农业机器人技术绘制专利地图,从发展趋势、重点技术领域、地域分布、竞争机构及高引专利等方面开展态势研究,以为相关政府部门、企业和高校院所进一步发展农业机器人产业和技术提供情报支撑。研究结果表明:农业机器人技术真正的发展阶段出现在1993年以后,总体呈现出快速增长,而且这一趋势延续至今。机械手的末端执行器、自动导航及目标探测与定位是该领域的重点研发技术,而收获机器人、田间作业机器人、植保机器人是该领域的重点研发种类。我国近年来对于农业机器人技术的研发热情高涨,申请有大量相关专利,但专利质量相对美国和日本较低,核心专利缺失,技术水平还有待进一步提高。此外,还从政府、企业和产业园区3个层面提出了我国进一步发展农业机器人技术的对策建议。     

基于多路径的我国智慧农业技术热点和发展趋势分析

发展智慧农业能极大提高国家农业现代化水平,促进农业产业结构转型升级,识别智慧农业领域的技术热点和发展趋势,对于推动我国现代农业发展具有重要意义。本文将中国知网(CNKI)中以智慧农业为主题的文献资源作为分析样本,利用信息可视化软件CiteSpace从时空混合维度分析智慧农业研究的时间演变路径、合作网络路径、技术热点演进路径和技术发展趋势。结果表明,国内智慧农业领域的技术发展较为紧密地贴合了整个社会发展,诸如遥感、物联网、区块链、GPRS等成为该领域研究主流,但也存在着有关研究机构地域分布不均匀、机构之间学术交流不足、没有形成合作网络等问题,并提出了夯实现代农业信息化发展科技创新基础、加强关键共性技术攻关与前沿性技术布局、加速技术集成应用与示范等建议。     

工业机器人的发展现状与未来趋势分析

工业机器人的研发与应用,为我国工业产业化布局提供了一定的支持,同时也带动了我国国民经济的发展。在综合型智能技术、信息技术的支持下,工业机器人可作为一个终端操控系统,真正进行一体化操控,降低工作人员的投入量。但从技术创新角度看,我国工业机器人与国外的工业机器人技术体系仍存在一定的差距。基于此,文章对工业机器人的发展现状与未来趋势进行了研究,以供参考。     

现代机器人技术在农业机械化中的应用与前景

我国农业正在经历由传统模式到现代化、智能化的转型,现代机器人技术在农业机械中的应用越来越广泛。基于此,笔者探讨了机器人技术在农业机械化中的应用和其所带来的转变。从基本的技术概念到实际的应用领域,揭示了这一技术如何优化农业流程、提高生产效率并带动精准农业的发展。然而,现代机器人技术在快速发展的同时也带来了诸多挑战,包括技术研发、经济投资和人力培训等方面的问题。结果表明,深入研究现代机器人技术在农业机械化中的应用,并探索其未来发展的趋势,能够为农业机械化发展提供一些新的视角和建议。     

专利视角下全球工厂化农业技术发展态势分析

【目的】工厂化农业已成为未来农业发展的战略方向,发展工厂化农业是推进现代农业转型升级、提高农业“三率”的重要途径。文章通过专利文献分析,了解和掌握工厂化农业的发展现状及研究态势。【方法】选取Pat Snap(智慧芽)数据库作为专利数据源,对工厂化农业技术进行分析；基于文献计量和可视化的方法,从专利的时间序列分布、申请人类型、国家/区域分布、申请机构、发明人、热点技术领域6个方面纵观工厂化农业的发展趋势与竞争态势。【结果】工厂化农业技术专利数量呈逐年递增的趋势,2020-2021年受全球新冠疫情影响数量有所下降；公司是进行农业工厂化技术专利布局数量最大的主体,院校和科研院所是进行基础研究的主要群体；美国是专利申请量最多的国家,同时也是专利布局最大的市场。【结论】我国工厂化农业在核心关键技术及产出效能上与发达国家仍存在一定差距,因此将工厂化农业提升到国家重要业态和重大战略地位,重点突破一批对外依存度高的核心关键技术,加快产业化进程,最终实现技术落地。     

植保无人机药箱相关结构专利技术研究

为明确植保无人机药箱相关结构的发展概况,对植保无人机药箱相关结构的专利文献进行分析,从专利申请趋势、专利申请类型及法律状态、重要申请人、专利布局、技术发展路线和技术功效等角度对该领域的技术发展概况进行简要梳理。整体而言,从专利申请趋势来看,该技术领域仍处于快速发展期;中国是该技术领域最大的技术来源国和布局目标国,具有较大的发展优势和空间。国内申请人应加大对核心技术的研发力度,适度加强对技术空白区域的研发,提高专利申请质量,并加强相关技术的国外布局。     

农业机器人应用的与发展

农业机器人是一种集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及系统集成技术等多种前沿科学技术于一身的机器人。农业机器人作为农业生产领域中新一代的生产工具,在提高农业生产力、改变农业生产模式、解决劳动力不足问题等方面显示出极大的优越性,可以改善农业的生产环境,防止农药,化肥对人体的危害。实现精准农业,节约生产成本,实现农业的工厂化。可以说农业机器人的应用将带来农业生产的一次技术革命,推动现代农业的发展。农业机器人是一种集传感技术、监测技术、人工智能技术、通讯技术、图像识别技术、精密及…     

基于文献计量的国际农业机械研究前沿

为系统分析国际农业机械领域的研究前沿,对该领域科技规划和科技决策提供支撑,利用文献计量方法和内容研判的定性情报研究方法,结合专家咨询,从基础研究和工程技术两个角度,揭示出农业机械研究前沿。其主要包括:①无线传感器网络、传感器设备系统算法及软件等农业传感器研究;②自主式农机、轮式移动机器人等农业机器人的导航控制、路径规划优化与追踪、运动与姿态控制及相关算法;③无人机的导航、制导与控制;④遥感技术和地理信息系统等领域。信息化、自动化和智能化是未来农业机械研发的主要方向。美国、意大利、中国、澳大利亚、西班牙和丹麦等国是重要的核心论文来源国。      

无人化农机技术与装备发展趋势

<正>无人化即通过智能化技术装备,替代人在田间劳作的过程。在当前我国农村青壮年劳动力流失加剧的严峻形势下,在全程农业机械化的基础上,发展无人化农机作业技术装备,是近年在智能农机领域出现的新需求、新热点和新尝试。一、国际无人化农业技术装备研发应用情况上世纪90年代,日、美、欧等发达国家和地区开始进行自动化农机和机器人的研发与试验。日本北海道大学Noguchi教授是该领域的权威     

农业机器人底盘关键技术研究现状分析

底盘总成是自走式农业机器人的重要组成部分,其性能优劣直接影响机器人的作业质量和效率。随着我国精准农业、智慧农业的迅猛发展,机器人技术在现代农业生产中的应用日益广泛,尤其是机器人底盘技术,集中在底盘技术的定位建图、路径规划和自主避障等方面,承载了机器人整体的定位、导航及避障等基本功能。本文基于现阶段国内外农业机器人底盘技术的发展概况,主要对我国农业机器人底盘定位建图、路径规划以及自主避障等关键技术的研究现状进行分析,并针对目前我国农业机器人底盘技术存在的不足,提出了未来农业机器人底盘技术的研究方向与展望,为智慧化现代农业生产中机器人技术深入研究和持续发展提供参考。     

机器人正在改变传统农业作业模式

正科技部在《服务机器人科技发展"十二五"专项规划》明确提出把服务机器人产业培育成我国未来战略性新兴产业,这对我国农业机器人产业的发展无疑是重大机遇。按照销量年均12%增长,售价14万美元1台计算,至2021年,全球农业机器人的销售量将超过1.4万台,销售额将超过20亿美元。我国农业机器人起步较晚,20世纪90年代中期才开始进行技术研发。中国农业大学为中国大陆农业机器人技术早期研发单位之一,研制出的自动嫁接机器人已成功进行了试验性嫁接生产。随后南京农业大学、东北林业大学等其他高校和科研院所也相继开展了相关研究。目前在耕耘机器人、除草     

微灌技术全球专利申请及重点技术分析

中国作为农业大国,引导国内研究机构和企业参与全球知识产权竞争是中国农业科技进步的关键,全面分析微灌技术发展的历史、现状和趋势具有深远的意义。用专利分析的方法对微灌领域中专利申请态势、布局和技术发展进行了深入研究,发掘在灌溉领域重点技术相关的专利申请以及重点企业,深入了解该领域内重点企业的专利布局、研发方向,从而有效地的指导国内灌溉技术的实施,并对农业机械领域的相关企业的专利申请、专利布局起到指引作用。     

农业经济高质量发展领域研究进展、热点与展望——基于CiteSpace可视化分析

对农业经济高质量发展领域相关文献进行可视化分析,可为农业高质量发展的进一步深入研究提供依据和参考。以CNKI数据库2010—2021年收录的1 363篇核心和CSSCI期刊文献为基础,利用CiteSpace可视化软件,对国内农业经济高质量发展领域研究进展、热点及热点主题演变展开分析,进而提出研究展望。结果表明：农业经济高质量发展领域发文量呈现“前期相对平缓、后期数量突增”的总体趋势,作者与机构合作则表现出“局部集中、整体分散”特点。农业现代化、农业绿色发展、农业高质量发展、乡村振兴是农业经济高质量发展领域的4大研究热点。农业经济高质量发展研究热点呈现出“围绕农业现代化的经典主题向以农业高质量为核心的新兴主题”演化的阶段性特征。因此,未来应加强农业经济高质量发展领域基础理论研究,更多关注乡村振兴、绿色发展等热点问题,注重多领域跨学科的综合研究。     

基于CiteSpace的农业机械化研究的可视化分析

为探知农业机械化研究的历史、现状和趋势,检索中国知网相关文献,应用CiteSpace软件进行作者、研究机构、关键词的共现分析和可视化表达。通过可视化分析,识别农业机械化研究的核心作者群、主要研究机构以及研究的热点,清晰地把握农业机械化领域的研究现状与未来趋势。应用CiteSpace软件进行共词分析,可以直观了解农业机械化领域研究的历史、现状,预测未来的发展趋势。     

温室采摘机器人技术研究进展分析

采摘是温室作物生产中劳动力耗费最大且最难以实现机械化作业的关键环节,近几十年来采摘机器人技术得到了迅速发展,特别是日本以番茄、草莓等主要作物为对象的机器人采摘研究得到了持续和深入的开展。这些年中国温室的采摘机器人技术发展迅猛,已成为全球研发最为活跃的国家。本文按作物品种对日本、中国、欧盟、韩国等的温室采摘机器人技术研究的发展进程进行分析,梳理出了全球该领域的主要研发主体、技术特征、发展水平和演进脉络。在此基础上总结了温室采摘机器人技术发展的复杂非结构环境的适应能力、复杂机器人系统的融合能力两大技术关键,认为环境工厂化、结构标准化、多机共融化和人机共融化将成为其发展的未来趋势。