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本文导读目录：

1、中国农业机器人专利申请量全球第一，智慧农业发展未来可期

2、中国农业机器人大赛即将打响，57支队伍激烈角逐

3、中国农业机器人的科技战“疫”

4、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

中国农业机器人专利申请量全球第一，智慧农业发展未来可期 ♂

中国农业机器人专利申请量全球第一，智慧农业发展未来可期

农业走向智能化和精准化的核心要素为农业传感器，重要产品为农业机器人。通过对农业传感器和农业机器人的专利技术分析，可以了解和掌握目前全球该重点领域的发展状况、技术情况以及重点企业情况。

农业传感器

近些年，智慧农业的发展越来越快，其中最关键的部件就是农业传感器，传感器的应用可以有效降低人力消耗，更能极大摆脱天气因素限制，同时也可提高工作效率，使农业作业更加精准。从专利层面上看，农业传感器专利申请总量8.4万余件，国外主要在农业传感器部件方面申请较多，而国内则主要在物联网系统方面的专利较多。

1925—1977年为农业传感器领域专利申请的萌芽期，该期间专利申请量较少；1978—2007年为专利申请量的缓慢增长期，此期间专利年申请量有了明显的增加；2008年至今，农业传感器领域的专利迅速增长，从整体上看近10年是该领域的高速发展期，创新明显。

农业传感器专利全球地域分布

农业传感器专利中国的申请量最高，其次为日本，申请量排名第三的为美国，排名第四的为韩国，排名第五的为德国。

从申请专业的企业来看，井关农业机械有限公司在农业传感器领域的专利申请量最多，排名第二的为久保田有限公司，排名第三的为约翰迪尔有限公司，排名第四的为洋马农业设备有限公司，排名第五的为德国克拉斯有限公司。农业传感器领域排名前10的申请人中有2位是来自中国的申请人，分别为江苏大学和中国农业大学。与国外申请人相比，我国该领域专利申请量较多的为高校和科研院所，而国外主要集中在跨国大型企业。

农业传感器专利申请人排名

近10年农业传感器领域技术申请主要集中在园艺；蔬菜、花卉、稻、果树、葡萄、啤酒花或海菜的栽培；林业；浇水方面。其次为畜牧业；禽类、鱼类、昆虫的管理；捕鱼；饲养或养殖其他类不包含的动物；动物的新品种。排名第三的为动物的捕捉、诱捕。排名第四的为收获；割草。排名第五的为种植；播种；施肥。

农业机器人

农业机器人是智能农业发展的重要着力点，目前农业机器人主要有大田生产农业机器人、设施农业机器人、农业加工与鉴定机器人等。农业机器人全球专利申请超过1万件，我国在本领域的专利申请量较高。

农业机器人方面的专利，1940年开始首件专利申请；1940—1981年是农业机器人领域专利申请的萌芽期，专利申请量较少；1982—1999年是农业机器人领域专利申请的缓慢增长期，专利申请开始逐年缓慢增长；2000年起专利申请量开始飞速发展；至2016年申请量持续攀升，由农业机器人专利申请趋势可以看出，农业机器人领域为目前较热的技术领域。

农业机器人专利全球地域分布

农业机器人申请量最多的是中国，美国在本领域的专利申请量全球排名第二；排名第三的为韩国，日本专利申请量排名第四，德国该领域专利申请量排名第五。

企业专利申请量排名第一的申请人为富世华机械制造有限公司，排名第二的为DELAVAL HOLDING AB，排名第三的为RESTORATION ROBOTICS INC，排名第四的为MAASLAND NV，排名第五的为TECHNOLOGIES HOLDINGS CORP。排名前10的申请人中有3位是来自中国的申请人，分别为江苏大学、中国农业大学和西北农林科技大学。

农业机器人专利申请人排名

近10年申请的农业机器人专利中，收获；割草方面专利最多。其次为机械手；装有操纵装置的容器技术。排名第三的为畜牧业；禽类、鱼类、昆虫的管理；捕鱼；饲养或养殖其他类不包含的动物；动物的新品种。排名第四的为园艺；蔬菜、花卉、稻、果树、葡萄、啤酒花或海菜的栽培；林业；浇水。排名第五的为非电变量的控制或调节系统。

结束语

农业传感器领域的专利申请走过了第一个高速增长的10年，而且还在快行线上继续奔驰；农业机器人的专利申请量也在持续攀升，而且热度还在持续升温。

中国在这两个领域的专利申请量均处于世界首位，但不同于国外的专利申请、技术创新主体主要为大型企业，中国的专利申请人主要集中在大学或科研机构。这就导致了我们的专利转化率较低，技术的产业化步伐缓慢。

对于多数中国企业来说，自身技术创新水平有限；而高校和科研院所的技术转化能力不强。优势互补、产学研相结合无疑是唯一的破题之路。

（作者：陈凌男 柏雨岑 常永江 李楠 刘利军 胡小鹿

原标题：智能农机传感器和机器人专利分析）

中国农业机器人大赛即将打响，57支队伍激烈角逐 ♂

中国农业机器人大赛即将打响，57支队伍激烈角逐

主题为“果实收获转运机器人”的2019中国农业机器人大赛，将于10月31日在2019中国国际农业机械展览会期间打响。本届大赛聚焦果实分类收获和协同作业，以实现高效、智能、自主收获及仓储为目标，关键点在于目标识别、自主导航、机器人协作以及机构设计等，吸引了来自亚太和国内18所高校的57支队伍200多人参加。

据了解，大赛旨在立足现代农业发展对智能农机装备的迫切需要，以及“中国制造2025”农机装备重点领域的国家战略，通过产学研深度合作，联合建设智能农机装备拔尖人才实践教育培养平台，切实增强学生的创新精神和创造能力，为促进大众创业、万众创新和建设创新型国家提供有力的人才支撑。

自2017年举办以来，始终围绕行业发展方向，通过产学研深度合作，联合建设智能农业装备拔尖人才创新实践培养平台，切实增强学生的创新精神和创造能力，为促进大众创业、万众创新和建设创新型国家提供有力人才支撑。

经过几年的发展，农业机器人大赛已经成为中国国际农业机械展览会常设驻展活动，形成了鲜明的特色。第一，大赛与中国国际农业机械展览会同期举办，由中国国际农业机械展览会提供资金与组织支持，行业资源丰富；第二，大赛立足现代农业发展对智能农机装备的需求，是深入贯彻“中国制造2025”和“乡村振兴”国家战略的重要举措；

第三，大赛与国际农业机器人大赛接轨，吸引了“一带一路”沿线国家参与，是深化与“一带一路”沿线国家开展科技文化交流活动的新形式；第四，大赛吸引国内知名高校学生广泛参与，以比赛促实践，依托展会资源，鼓励青年学子对接企业生产实际，为行业发展输送后备人才。

早在今年7月，由中国农业机械流通协会、中国农业机械化协会和中国农业机械工业协会提供支持，中国农大工学院选派的CAU Dream（研究生组）和CAU Beginner（本科生组）两支参赛队伍，参加了美国ASABE机器人大赛，在果实自动识别、机器自主采摘、路径规划、实时测产、数据无线传输等多个环节开展创新设计与系统集成，最终凭借极具挑战、创新的方案设计和高效、可靠的机械结构，以最高的作业效率和质量完成了“苹果”的机器人收获，赢得了ASABE机器人大赛2个组别的全部第一名。

中国农业机器人大赛由全国工程专业学位研究生教育指导委员会、中国农业机械流通协会、中国农业机械工业协会、中国农业机械化协会主办，中国农业机械学会、中国农业工程学会协办，中国农业大学工学院承办，大赛还得到了联合国可持续农业机械化中心（ESCAP CSAM）的大力支持。

中国农业机器人的科技战“疫” ♂

中国农业机器人的科技战“疫”

极飞响应国家号召，在有疫情发生的地区，应各地政府及有关部门需求，组织开展无人机、无人车义务消杀防疫服务，极飞科技发起 “春雷”行动，支持全国极飞人开展安全防疫作业，同时对防疫服务场景进行喷洒测试，制定作业安全规范。

测试开展以来，极飞将现有的无人机、无人车作业需求归纳为五大需求方：警、医、工、学、社，三大防疫场景：疫情区域/人口密集区域环境消杀、防疫车辆消杀、废弃防疫物资定点消杀与精准消毒。下面就为大家一一解读测试成果。

一、警方：应急防疫，时刻准备

1 月 29 日，极飞联合天河区公安局在广州市海心沙公园的主要人行区域，通过无人机进行了喷洒测试。2 月 5 日，我们利用极飞无人机便捷的转场优势，跟随特警车辆行动，在天河科学园区内停车场，对警用车辆进行了精准喷消测试。

天河公安表示，特警车辆出入疫情区域开展工作，希望在出勤时、出勤后能够通过无人化设备及时满足消毒需求。两次测试结果表明，无人机环境消毒，能够通过离心雾化喷洒技术，将消毒水雾化为微米级颗粒，做到空气中 50 微米以下药液颗粒占比 58%，微粒依靠空气中的气溶胶悬浮，可净化空气。而无人机特种车辆消毒，车体表面着药率可以达到 99.8%，结合极飞 R80 无人车，打开车门车窗，可实现车体內部消毒。

二、医院：空地联合，消杀演习

2 月 11 日，我们在广州市中山三院岭南医院，进行了首次空地联合喷洒消杀演习，通过 XP2020 无人机与 R80 无人车，对医院密集通行的区域道路、隔离病区和救护车进行防疫喷洒。R80 无人车的气流喷雾机，单边有效喷幅可以达到 6 米，穿透力强，雾化颗粒可以达到 50 微米以下，在空气中悬浮，持续地进行空气消杀。而无人机则与之配合，在救护车上空进行精准喷洒。

测试过程中发现，由于病毒可以通过气溶胶传播，因此接运了疑似或确诊病例的救护车回到院区后，一定要进行密闭消杀，打开车门、窗的消杀形式反而有风险。本次合作演习后，我们建议不对救护车进行消杀喷洒，可以通过无人车、无人机空地配合，对于医院院区进行环境消杀。

三、工业园区：安全复工，科学防控

从 2 月 10 日起，广东许多企业迎来复工。复工当天，极飞据《广州市防控新型冠状病毒感染的肺炎疫情工作指挥部办公室关于做好企业安全有序复工复产工作的通知》要求，严格落实企业防控主体责任，并联合天河科技园管委会，进行疫情联防联控部署工作，在人流密集通行的工作区域，使用最新发布的 R80 无人车进行消杀防疫测试。

R80 无人车的精准定点喷洒、靶向喷洒都是传统地面器械所无法实现的效果，能对学校、生活区、商场、大型室内场馆等各类公共场所的卫生防控起到很好的作用。此外我们了解到，深圳市政府要求所有复工后的工业园区，每周进行一次消杀，近日，我们将在深圳与航嘉科技开展联合消杀演习。

四、学校：安全复学，未雨绸缪

在全面复学之前，为给全体师生的生命健康和学习环境提供坚实保障，极飞积极响应广州市应急管理局、天河区应急管理局的号召，在公安的督导下，积极联络在各大中小学校、幼儿园进行联合演习，为安全复学做预备力量。

2020 年 2 月 12 日下午，由天河区应急管理局牵头，天河公安分局无人机中队督导，极飞空地联合防疫消杀测试在猎德幼儿园顺利开展。整个园区 7836 平方米的户外区域防疫消杀喷洒工作，防疫无人机和防疫机器人的组合只用了短短 5 分钟，替代了 4-5 个工作人员几个小时的工作量。

通过软件对消杀线路进行规划，R80 无人车人从幼儿园大门直入进行地面消杀，根据不同环境变换方向，消杀过程不留死角。无人机消杀覆盖面广、安全性强、效率较高，本次无人化设备消毒从源头隔断病毒入侵，做到了全面覆盖、科学防治。

五、社区：安全高效，精准消杀

对街道、社区、广场、公园等发现疫情的区域或人口密集、人流量大的公共场所，进行环境消杀，可以借助气溶胶起到净化空气的效果。病毒目前已经被确认能够通过气溶胶传播，发现疫情、转移确诊病患风险很大，不可能等空气消散、阳光杀毒。经以上场景需求测试后，如政府、村委、街道、社区等各级单位有消杀需求，极飞将时刻准备，积极响应。

我们认为，精准消毒有两个维度，一是能否安全地针对目标区域消毒，二是能否杀灭病毒与细菌。无人化设备防疫的第一大特点是安全，通过人疫隔离、人药隔离的方式，有效杀毒防疫。针对防疫特种车辆（如警车）消毒、或对防疫废物投放区域进行消毒，需要配制高效消毒剂，对重点区域进行精准消毒。

高效消毒剂（如84消毒液、过氧乙酸、过氧化氢、戊二醛、环氧乙烷、二溴海因等），可杀灭一切细菌繁殖体，包括结核分枝杆菌、病毒、真菌，对细菌芽孢也有一定杀灭作用，但对人体健康具有影响。而使用无人机防疫，仅需在智能手机 APP 生成的高清地图上圈出车辆、停放区域及物资投弃区域，无人机即可自主精准飞行至区域上空10米处（视周边环境可调），悬停喷洒消毒。

无人化设备防疫的第二大特点是高效。比如无人机就能大大节省人力，单架无人机一天之内可以完成 70 万平方米的消毒作业，如果使用人工方式，需要 100 多名工人同时作业才能完成。随着国家卫健委发布更多关于新冠病毒的信息，我们也对无人机参数进行了更科学的设置，比如通过防疫无人机的离心雾化喷头喷洒出来的消毒液，雾化颗粒一般在 50 微米以下，大约是头发丝的几十分之一，可以飘浮在空气中，形成密实的网状雾，不仅可以杀死空气中的病毒，还能节省消毒液，同等面积同等效果，无人机喷洒使用量大约是传统手持喷洒等方式的1/5。

依照国家的规范和需求，极飞于 2 月 1 日在极飞学院公众号上发布了无人化设备防疫消杀的作业规范和用药规范，以保障每一位抗疫勇士的安全，保证 “春雷”行动的有序开展。

2 月 18 日下午 2:30，将在极飞学院，进行空地联合防疫演习的全球直播，邀您“近距离”观摩极飞最新款无人机+ 无人车的强强联合，实战作业！“空地联合”这种全新的作业方式，将会给防疫事业、未来农业带来哪些机遇，产生哪些影响？未来的想象空间很大，我们一起一睹为快。

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 ♂

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

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

作者：袁建霞 张秋菊 胡小鹿 柏雨岑 韦真博 吴海华