生物生产机器人简介

生物生产是指利用生物所具有的各种机能作为生产媒体，制造出人类生存所必需的食物和其他原料而进行的人类活动。它包括植物生产（作物、果树、数目、海藻等）、动物生产（家禽、鱼类、野生或实验动物等）和微生物生产。生物生产的要素包括：生物代谢的必要物质，如营养、空气、水等；生物生长的必要条件，如温度、湿度等环境因素；物质转移、环境维持等的必要能量，进行生产的必要物质和情报等。

生物生产系统是生物生产的各个要素以及它的外部环境所构成的系统，它构成了物质和能源的可再生系统，即闭环系统。

美国机器人工业协会将工业机器人定义为“一种用于搬运材料、部件、工具或其他特种装置的可重复编程的多功能的操作机”。日本和欧洲对工业机器人的定义与此相似。但是，对于生物生产机器人，至今还没有很明确的定义。因此，关于“什么是生物生产机器人”仍然是一个正在讨论的话题。但在多数情况下，在生物生产系统中，如果一台机器明显类似于一个工业机器人，或者它拥有具有多个程序的操纵器，就可以称作是生物生产机器人。

在生物生产领域中，有很多无人操作的机械系统，例如无人驾驶拖拉机、联合收割机（见图6-1）、移植机以及自驱动机器等，它们在传感系统控制下可以自行在田间行走。同样在植物工厂，许多种植、间苗、施肥、收获及包装等过程都发展成为无人操作的自动化机械系统；许多谷物干燥机、水稻磨粉机和剥壳去皮机在一定的智能化水平下都可以实现全自动作业。

图6-1 无人驾驶联合收割机

这些不同的机械系统，不管是否有操作者，都可以在其传感系统和控制系统的控制下实现自身控制，进而可以拥有与人相似的知觉和智能。因此，这些机械系统也是广义上的机器人。(www.xing528.com)

生物生产系统远比工业生产系统复杂，并且世界发达国家的农业生产逐步向现代化农业迈进，农业机械化水平越来越高。农业装备逐步从人和机械调节向自动控制方向发展，即向无人化、智能化的机器人迈进，其原因如下：

1）虽然有很多农业作业已经实现了机械化，但仍然存在不少危险的、劳动强度大的和单调乏味的作业不适合人去做，需要一定的与人一样的智能机器人去完成，如喷药作业。

2）许多国家的农业劳动力正以令人担忧的速度下降，从当前趋势来看，相比于其他许多产业，农业对年轻一代的吸引力较小，这表明在不远的将来，农业人力资源的供应量将会继续下降。生物生产机器人的发展，尤其是具有专家知识的机器人，能够完成一些农业的专门作业。

3）要使农业生产持续下去，农村劳动力的缺乏必将导致劳动力成本的提高，急需大量的农业机械或自动机械加入到农业生产中。

4）市场对农产品质量的要求已成为生物生产的一个重要因素。目前，农产品质量的评估主要是靠人来判断的，尽管人类在感官和推理上的能力不能完全被机器所替代，但人工评价的稳定性和一致性是不可靠的，势必需要由机器人来解决感官问题。