[全球“农(農)谈] 美国农业为何选择机器人

[全球“农(農)谈”：书写未来农业] 美国佛罗里达大学助理教授崔多恩

在美国佛罗里达的草莓种植户那里，决定一年收益的并不只有天气. 能否及时找到采收人员，同样至关重要. 笔者所研究的草莓和番茄等作物，在采收和生长管理的相当一部分环节中，至今仍依赖人的眼睛和双手. 如果在作物快速成熟的时期无法找到所需劳动力，即使是高品质农产品，也可能错过采收时机而失去商品价值. 问题在于，这种劳动力短缺并非暂时现象. 农业劳动力正日益不足，人工成本也在持续上升. 根据美国农业部调查，2025年4月农业雇佣劳动力的平均时薪为18.43美元，较上年同期上涨3% [DC1] . 再加上现有劳动力老龄化的问题叠加，“今后谁来在农场工作”这一问题正在改变美国农业技术的发展方向.

这一问题在不同作物上的表现强度并不相同. 像玉米或小麦这样早已实现大规模机械化的作物，受到的冲击相对较小. 但草莓, 番茄, 苹果, 葡萄等果蔬作物的情况则不同. 无损挑选并采摘成熟果实，或是在错综复杂的叶片和茎秆之间发现病害与虫害，这类工作至今仍需要人的细致判断. 正是在这一点上，机器人采收机, 自动驾驶农机, 基于人工智能的巡检机器人，正迅速从“实验室新技术”转变为“现场必备设备”.

从精准防治到采收：走进田间的自动化技术
近来美国农业技术领域最突出的变化，是自动化技术的商业化范围正在迅速扩大. 自动驾驶拖拉机和精准除草·防治技术已被引入商业农场，而果蔬采收机器人也已超越研究型原型机阶段，发展到商业验证阶段. 配备摄像头和人工智能的自动驾驶农机可自行移动，区分作物与杂草，并仅在需要的位置喷洒除草剂或农药. 与过去在整个农场统一喷洒相同剂量的方式不同，因其能够找到需要处理的区域并进行精准作业，所以可以减少农药使用量和作业人员暴露风险. 如果由机器人承担重复且繁重的工作，农场也可以将有限的人力配置到更复杂的判断与管理任务中.

果蔬采收机器人的开发也在持续推进. 当摄像头判断果实的位置和成熟度后，机械臂便会接近目标，并由专门设计成不损伤作物的装置完成采收. 然而，要像人一样快速且灵活地工作，至今仍并不容易. 有时会找不到被叶片遮挡的果实，也有可能无法应对不同作物各异的形状和位置. 除了采收速度和成功率之外，采购成本, 维护保养, 故障应对等现实问题也很多，仍需解决.

机器人进化为农场决策平台
在研究·实证现场，能够巡查农场并记录作物状态的自动驾驶机器人和四足步行机器人也正在接受测试. 这些机器人持续收集作物生长状态, 坐果量, 病害迹象等信息，而这些内容是人每天在广阔农场中来回巡查也难以全面确认的. 重要的是，机器人并不只是停留在拍摄照片这一层面. 通过人工智能分析积累的视频和传感器数据，可以掌握农场内问题发生的位置以及需要优先管理的区域. 机器人在替代劳动力的同时，也正进化为帮助农户进行决策的信息采集平台.

农机产业的动向也显示出这种变化. 大型农机企业正迅速将自动驾驶和人工智能技术纳入现有产品线，而农业机器人企业也不再只是展示新技术，而是专注于证明其究竟能实际节省多少劳动力和农资. 如今，农户关注的已不是机器人有多先进，而是回收投资成本需要多长时间, 以及它能多容易地适用于现有作业方式. 自动化技术的竞争标准，正从技术可能性转向经济性与现场适用性.

韩国农业需要分阶段导入战略
这一趋势对韩国来说并非全然陌生. 在韩国，自动驾驶农机和植保无人机也已被引入农业现场，而针对果蔬采收机器人和基于人工智能的生长诊断技术的研究与实证也在积极开展. 为应对农村人口减少和老龄化而必须实现农作业自动化，这一问题意识在韩国和美国之间并无太大差异.

韩国应当从美国农业自动化中关注的，不是新机器人的种类，而是技术进入现场的方式. 在美国，商业化推进的也并非一次性将所有农活全部无人化的机器人，而是从除草, 防治, 搬运, 巡检等劳动负担大、且自动化效果相对容易验证的作业开始. 这种方式是逐一解决农户眼下正在面临的问题，并用劳动时间和成本来证明其效果.

韩国式农业自动化：“小型化·模块化”与新商业模式
韩国与美国的农业环境也存在明显差异. 美国凭借相对广阔的耕地和较高的农业人工成本，更容易确保大型设备的经济性. 相反，韩国农地规模较小且形态复杂的情况很多，因此难以直接照搬美国的大型自动驾驶设备. 不过，韩国在设施栽培、高密度生产以及信息通信基础设施方面具有优势. 因此，韩国的农业自动化与其模仿美国技术，不如集中于可在狭小空间内精准作业的小型机器人, 可用于多种作物和多种作业的模块化设备, 以及可与现有农机结合的自动化技术.

另一个课题是缩小技术开发与农户导入之间的差距. 即便机器人在研究现场表现出很高的识别准确率和作业成功率，如果农户难以购买和维护，也无法走向商业化. 除直接销售设备的方式外，还应与技术开发同步建立按作业面积或使用时间收费的农业机器人服务, 地区单位共享使用, 快速维护保修体系等商业模式.

以共同守护田地的机器人改变农业未来
农业自动化对韩国和美国两国而言，都面临着同样的课题：在不断减少的劳动力条件下重新设计生产体系. 美国农业之所以选择机器人，并不是因为技术新颖，而是因为如果招不到人，生产本身就无法持续下去. 美国案例所展示的自动化标准也很明确. 不是在一次演示中表现出高性能的机器人，而是每到收获季都能真正投入使用, 出现故障时能够迅速修理, 并且能够用节省下来的人工成本回收投资的机器人. 韩国农业同样应将技术开发的目标，从“更先进的机器人”转向“农户能够持续使用的机器人”. 改变农业未来的，不会是在一次演示中赢得掌声的机器人，而将是在最繁忙的收获季与农民一起守护田地的机器人.