中國農(nóng)業(yè)機器人研究SCI論文產(chǎn)出規(guī)模最大,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還需跟進
中國農(nóng)業(yè)機器人研究SCI論文產(chǎn)出規(guī)模最大,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還需跟進
農(nóng)業(yè)機器人是一種以農(nóng)產(chǎn)品為操作對象,兼有人類部分信息感知和肢體行動功能,可重復編程的柔性自動化或半自動化設(shè)備,是綜合了多種學科交叉的智能機械。
運用農(nóng)業(yè)機器人代替人力不但可以降低勞動強度,還可提高勞動效率,幫助解決勞動力稀缺的難題,受到農(nóng)業(yè)人口較少的發(fā)達國家的重視,也成為國際農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的焦點之一。
我國對機器人的研究起步相對較晚,但產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、財政部于2016年3月聯(lián)合發(fā)布《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》,為農(nóng)業(yè)機器人的進一步發(fā)展提供了新機遇。
本文以農(nóng)業(yè)機器人研究相關(guān)的SCI論文為對象,對農(nóng)業(yè)機器人的論文產(chǎn)出趨勢、熱點研究主題、國家競爭態(tài)勢及研究前沿進行了分析,旨在把握該領(lǐng)域的國際總體競爭態(tài)勢和研究前沿方向,為科技布局和科技管理提供決策支撐。
研究前沿分析在檢索到的SCI論文數(shù)據(jù)集中遴選出被引頻次排名在Top10%的論文,再邀請專家甄選,選出重點論文逐篇進行內(nèi)容解讀,然后根據(jù)研究主題進行聚類分析,獲得當前農(nóng)業(yè)機器人的研究前沿方向及重點研究內(nèi)容。
國際競爭態(tài)勢
2013—2018年,共檢索到與農(nóng)業(yè)機器人研究相關(guān)的SCI論文484篇(檢索日期是2018年12月),年度數(shù)量變化呈增加趨勢,從2013年的53篇增加到2017年的114篇(2018年數(shù)據(jù)不完整),增長近1倍。說明近年來農(nóng)業(yè)機器人研究產(chǎn)出規(guī)模不斷擴大,處于研究的上升期,越來越受到關(guān)注。
1. 領(lǐng)先國家
2013—2018年,農(nóng)業(yè)機器人SCI論文來自全球52個國家,其中數(shù)量最多的前10個國家依次是中國、美國、西班牙、德國、澳大利亞、荷蘭、以色列、意大利、英國和日本,10個領(lǐng)先國家的論文數(shù)量合計426篇,約占論文總量的88%。
論文數(shù)量的年度變化顯示,中國的論文數(shù)量逐年增加,且增勢明顯,年度論文數(shù)量2014年開始超過美國躍居第一。
2. 熱點研究主題
在農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)的SCI論文中,研究主題集中在作業(yè)場景與關(guān)鍵技術(shù)。其中中國比較關(guān)注收獲機器人和采摘機器人研究,而美國、澳大利亞、荷蘭和英國等更關(guān)注擠奶機器人,以色列和日本較為關(guān)注收獲機器人,德國與意大利關(guān)注噴灌機器人。
研究前沿
被引頻次能在一定程度上反映論文的質(zhì)量和影響力,高被引論文的研究內(nèi)容在一定程度上可以反映該領(lǐng)域的研究前沿。
對檢索到的與農(nóng)業(yè)機器人相關(guān)的SCI論文進行篩選、判讀,研究主題聚為3個前沿方向,分別是作業(yè)對象識別和定位算法優(yōu)化,導航和路徑規(guī)劃算法優(yōu)化,以及作業(yè)對象的分選與監(jiān)測研究。
在作業(yè)對象識別和定位算法優(yōu)化方面,主要研究對番茄、甜椒、蘋果、柑橘和荔枝等蔬果及雜草和作物病害等的識別,中國在這一方向上的研究產(chǎn)出相對較多。
美國在作業(yè)對象的分選與監(jiān)測研究上產(chǎn)出相對較多,研究重點包括果實分選及水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測和牛奶產(chǎn)量與風險監(jiān)測等。
結(jié)束語
全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化和規(guī)?;M程不斷加快,農(nóng)業(yè)勞動力不斷減少,因此對農(nóng)業(yè)機器人的需求將持續(xù)加大。由于農(nóng)業(yè)環(huán)境和作業(yè)對象的復雜性、多變性和非結(jié)構(gòu)性,農(nóng)業(yè)機器人研發(fā)難度大,作業(yè)效果有待提高。
在作業(yè)對象識別和定位、導航和路徑規(guī)劃、作業(yè)對象的分選與監(jiān)測等前沿方向上,要以開放創(chuàng)新的理念開發(fā)和應(yīng)用新技術(shù),促進具有多環(huán)境適應(yīng)性的智能農(nóng)業(yè)機器人的研發(fā)。
隨著云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的深度融合,農(nóng)業(yè)機器人作為新一代智能化農(nóng)業(yè)機械將突破瓶頸并得到廣泛應(yīng)用。
文章來源:2019年9期《農(nóng)業(yè)工程》(中國科技核心期刊)
原標題:農(nóng)業(yè)機器人國際競爭態(tài)勢與研究前沿
作者:袁建霞 張秋菊 胡小鹿 柏雨岑 韋真博 吳海華
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