中国农业机器人研究SCI论文产出规模最大，产业化发展还需跟进

文丨袁建霞[1]，张秋菊[1]，胡小鹿[2]，柏雨岑[2]，韦真博[3]，吴海华[4]

1. 中国科学院科技战略咨询研究院；2. 中国农村技术开发中心；3. 浙江大学生物系统工程与食品科学学院；4. 中国农业机械化科学研究院

农业机器人是一种以农产品为操作对象，兼有人类部分信息感知和肢体行动功能，可重复编程的柔性自动化或半自动化设备，是综合了多种学科交叉的智能机械。

运用农业机器人代替人力不但可以降低劳动强度，还可提高劳动效率，帮助解决劳动力稀缺的难题，受到农业人口较少的发达国家的重视，也成为国际农业装备产业技术竞争的焦点之一。

我国对机器人的研究起步相对较晚，但产业发展迅速，工业和信息化部、发展改革委、财政部于2016年3月联合发布《机器人产业发展规划（2016—2020年）》，为农业机器人的进一步发展提供了新机遇。

本文以农业机器人研究相关的SCI论文为对象，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，为科技布局和科技管理提供决策支撑。

研究前沿分析在检索到的SCI论文数据集中遴选出被引频次排名在Top10%的论文，再邀请专家甄选，选出重点论文逐篇进行内容解读，然后根据研究主题进行聚类分析，获得当前农业机器人的研究前沿方向及重点研究内容。

国际竞争态势

2013—2018年，共检索到与农业机器人研究相关的SCI论文484篇（检索日期是2018年12月），年度数量变化呈增加趋势，从2013年的53篇增加到2017年的114篇（2018年数据不完整），增长近1倍。说明近年来农业机器人研究产出规模不断扩大，处于研究的上升期，越来越受到关注。

1. 领先国家

2013—2018年，农业机器人SCI论文来自全球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%。

论文数量的年度变化显示，中国的论文数量逐年增加，且增势明显，年度论文数量2014年开始超过美国跃居第一。

2. 热点研究主题

在农业机器人相关的SCI论文中，研究主题集中在作业场景与关键技术。其中中国比较关注收获机器人和采摘机器人研究，而美国、澳大利亚、荷兰和英国等更关注挤奶机器人，以色列和日本较为关注收获机器人，德国与意大利关注喷灌机器人。

研究前沿

被引频次能在一定程度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程度上可以反映该领域的研究前沿。

对检索到的与农业机器人相关的SCI论文进行筛选、判读，研究主题聚为3个前沿方向，分别是作业对象识别和定位算法优化，导航和路径规划算法优化，以及作业对象的分选与监测研究。

在作业对象识别和定位算法优化方面，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，中国在这一方向上的研究产出相对较多。

美国在作业对象的分选与监测研究上产出相对较多，研究重点包括果实分选及水产养殖监测和牛奶产量与风险监测等。

结束语

全球农业生产的集约化和规模化进程不断加快，农业劳动力不断减少，因此对农业机器人的需求将持续加大。由于农业环境和作业对象的复杂性、多变性和非结构性，农业机器人研发难度大，作业效果有待提高。

在作业对象识别和定位、导航和路径规划、作业对象的分选与监测等前沿方向上，要以开放创新的理念开发和应用新技术，促进具有多环境适应性的智能农业机器人的研发。

随着云计算、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，农业机器人作为新一代智能化农业机械将突破瓶颈并得到广泛应用。

文章来源：2019年9期《农业工程》（中国科技核心期刊）

原标题：农业机器人国际竞争态势与研究前沿

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