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【摘要：新的林業(yè)生產(chǎn)方式和快速發(fā)展的新技術(shù)促進(jìn)了林業(yè)裝備的發(fā)展，催生了智能裝備和林業(yè)機(jī)器人。林業(yè)機(jī)器人在提高林業(yè)生產(chǎn)力、改變林業(yè)生產(chǎn)模式、解決勞動(dòng)力不足以及實(shí)現(xiàn)林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)規(guī)模化、多樣化、精準(zhǔn)化等方面具有極大的優(yōu)越性，發(fā)展林業(yè)機(jī)器人對(duì)促進(jìn)我國(guó)林業(yè)技術(shù)革命和實(shí)現(xiàn)林業(yè)現(xiàn)代化具有重要作用。文中提出林業(yè)機(jī)器人的定義和分類，闡明林業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，綜述國(guó)內(nèi)外林業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀，分析林業(yè)機(jī)器人發(fā)展中遇到的問(wèn)題，提出林業(yè)機(jī)器人發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)，以為機(jī)器人在林業(yè)領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞：林業(yè)機(jī)器人，林業(yè)現(xiàn)代化，發(fā)展現(xiàn)狀，未來(lái)趨勢(shì)，宜機(jī)化改造】
我國(guó)是林業(yè)大國(guó)，林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)關(guān)系我國(guó)生態(tài)安全和林業(yè)發(fā)展，林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式及裝備是林業(yè)現(xiàn)代化水平的重要體現(xiàn)。隨著技術(shù)進(jìn)步和勞動(dòng)力減少，從事林業(yè)方面的工作者越來(lái)越少；同時(shí)林地工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、林業(yè)勞動(dòng)者安全得不到有效保障，現(xiàn)行林業(yè)機(jī)械無(wú)法很好地適應(yīng)現(xiàn)代林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)需要。機(jī)器人可有效解決上述林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)中存在的問(wèn)題，使用機(jī)器人代替人力勞動(dòng)，可減少勞動(dòng)力成本和林業(yè)工作安全隱患，同時(shí)提高機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化水平，對(duì)促進(jìn)林業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。
1 林業(yè)機(jī)器人的定義和分類
林業(yè)機(jī)器人是一種柔性、可感知外界信息、重復(fù)編程的自動(dòng)化或半自動(dòng)化設(shè)備，以林業(yè)為服務(wù)對(duì)象，有機(jī)結(jié)合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)控制、人工智能等前沿學(xué)科而形成的有機(jī)綜合體，能通過(guò)程序控制來(lái)執(zhí)行林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的各種任務(wù)，是種特種工作機(jī)器人。
根據(jù)機(jī)器人在林業(yè)行業(yè)的不同應(yīng)用領(lǐng)域，可以把林業(yè)機(jī)器人分為林業(yè)生態(tài)建設(shè)機(jī)器人、林業(yè)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人和林業(yè)多功能集成機(jī)器人3類。
1）林業(yè)生態(tài)建設(shè)機(jī)器人。主要有林木種苗機(jī)器人、困難立地整地機(jī)器人、生態(tài)恢復(fù)機(jī)器人、造林與撫育機(jī)器人、生物資源及多樣性監(jiān)測(cè)與管護(hù)機(jī)器人、森林火情智能監(jiān)測(cè)與滅火機(jī)器人、森林病蟲(chóng)害高效防治機(jī)器人、森林環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)器人等。
2）林業(yè)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人。主要有木材加工機(jī)器人、人造板加工機(jī)器人、林業(yè)資源經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)機(jī)器人、木本油料加工機(jī)器人、林副產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)器人、竹材加工機(jī)器人等。
3）林業(yè)多功能集成機(jī)器人。主要有經(jīng)濟(jì)林果機(jī)械化采收及輸送機(jī)器人、林竹場(chǎng)全程機(jī)械化經(jīng)營(yíng)機(jī)器人等。
2 林業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1 林業(yè)生態(tài)建設(shè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域
林業(yè)生態(tài)建設(shè)是林業(yè)發(fā)展的主體，由于地形等因素限制，現(xiàn)行生態(tài)建設(shè)多為人工作業(yè)，機(jī)械化和自動(dòng)化水平較低。林業(yè)生態(tài)建設(shè)離不開(kāi)林業(yè)機(jī)器人和先進(jìn)技術(shù)的支撐，機(jī)器人可以促進(jìn)林業(yè)生態(tài)建設(shè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，使林業(yè)生態(tài)建設(shè)機(jī)械化、智能化，同時(shí)加快推動(dòng)林業(yè)生態(tài)建設(shè)，更好地保護(hù)修復(fù)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
林業(yè)生態(tài)建設(shè)機(jī)器人可廣泛應(yīng)用在栽植、撫育、采運(yùn)、園林綠化、林業(yè)檢測(cè)、森林保護(hù)等領(lǐng)域中。林木種苗機(jī)器人可用于松樹(shù)、杉樹(shù)等主要林木種子資源采收、干燥、脫粒、精選、分級(jí)、儲(chǔ)存，林木工廠化育苗，林業(yè)苗圃節(jié)水噴灌，種子園機(jī)動(dòng)噴藥等方面；困難立地整地機(jī)器人可用于困難立地清林整地，挖坑、林木（苗）移植，自行式除灌清林聯(lián)合撫育等方面；生態(tài)恢復(fù)機(jī)器人可用于自動(dòng)化固沙，污水處理，森林物種保護(hù)，植被生物多樣性保護(hù)，外來(lái)物種檢驗(yàn)檢疫等方面；造林與撫育機(jī)器人可用于森林聯(lián)合伐木，集材聯(lián)合作業(yè)，航空護(hù)林，人工嫁接，修枝打枝等方面；生物資源及多樣性監(jiān)測(cè)與管護(hù)機(jī)器人可用于基于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的森林、濕地、沙漠資源氣候及災(zāi)后監(jiān)測(cè)反饋，野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)和管護(hù)等方面；森林火情智能監(jiān)測(cè)與滅火機(jī)器人可用于智能化、信息化森林火情監(jiān)測(cè)、預(yù)警，大型森林火災(zāi)滅火等方面；森林病蟲(chóng)害高效防治機(jī)器人可用于復(fù)雜山地大型高效、環(huán)保、智能化的森林病蟲(chóng)害噴藥等方面；森林環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)器人可用于污水、廢氣、固廢、輻射、噪聲、氣象等6類50多項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)的監(jiān)測(cè)分析。
2.2 林業(yè)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域
林業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)于發(fā)展林業(yè)生產(chǎn)力和服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)具有重要意義，在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中所占比例逐年上升。現(xiàn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)多采用工廠化生產(chǎn)線式生產(chǎn)，機(jī)械化和自動(dòng)化水平較高，機(jī)器人可促進(jìn)林業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變，使林業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)智能化、無(wú)人化，進(jìn)一步提高資源利用率和生產(chǎn)效率，獲得更大經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而推動(dòng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
林業(yè)產(chǎn)業(yè)機(jī)器人可應(yīng)用于家具加工、人造板加工、竹業(yè)加工、林副產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。木材加工機(jī)器人可用于木結(jié)構(gòu)桁架、墻體自動(dòng)化制造，大規(guī)格膠合木柔性制造，雙端鋸切、鉆削深孔、砂光、組裝等關(guān)鍵工藝的集成、自動(dòng)化、智能化柔性制造，家具及制品加工等方面；人造板加工機(jī)器人可用于木材人造板連續(xù)熱壓成型，重組竹連續(xù)熱壓成型等方面；林下經(jīng)濟(jì)資源開(kāi)發(fā)機(jī)器人可用于藍(lán)莓、木耳、蘑菇等林下資源預(yù)處理、分選、存儲(chǔ)等方面；木本油料加工機(jī)器人可用于油茶、核桃鮮果殼籽分離分選，油脂低溫壓榨等方面；林副產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)器人可用于加工油茶等油料作物的烘干、脫殼、破碎、軋坯和擠壓膨化，林藥加工的清洗、粉碎、煮提、濃縮、干燥和滅菌，其他林副產(chǎn)品如板栗、印楝、核桃等的剝殼機(jī)、清洗設(shè)備、殺菌、干燥等方面；竹材加工機(jī)器人可用于竹篼處理、竹林整地、竹林撫育、竹材采伐及運(yùn)輸、竹材備料工段連續(xù)生產(chǎn)、竹材人造板連續(xù)化加工等方面。
2.3 林業(yè)多功能集成機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域
林場(chǎng)不僅是森林資源管護(hù)經(jīng)營(yíng)的基本單元，還是優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品的主要提供者，但環(huán)境惡劣、勞動(dòng)力不足、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)法用現(xiàn)有半機(jī)械化水平手段來(lái)滿足管護(hù)和經(jīng)營(yíng)的需要，運(yùn)用林業(yè)機(jī)器人不僅可降低勞動(dòng)力成本，提高生產(chǎn)效率，還可提高林場(chǎng)工作的機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化水平，最重要的是減少了林場(chǎng)不安全因素，催生了林業(yè)多功能集成機(jī)器人的產(chǎn)生及發(fā)展，林業(yè)多功能集成機(jī)器人可用于經(jīng)濟(jì)林果自動(dòng)化采收、運(yùn)輸、初加工，現(xiàn)代化林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)等領(lǐng)域。
山區(qū)經(jīng)濟(jì)林果機(jī)械化采收及輸送機(jī)器人可以應(yīng)用于包括山區(qū)棗、栗子、核桃等經(jīng)濟(jì)林果機(jī)械化采收、索道運(yùn)輸、存儲(chǔ)等林業(yè)一體化作業(yè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)林果不同類型協(xié)助機(jī)器人的有效集成。
林竹場(chǎng)全程機(jī)械化經(jīng)營(yíng)機(jī)器人可以應(yīng)用于林場(chǎng)種子采集、苗圃設(shè)施、種苗培育、造林、撫育、病蟲(chóng)害防治、林火檢測(cè)撲救、資源調(diào)查、自動(dòng)化灌溉和生態(tài)監(jiān)測(cè)、林區(qū)道路修筑、維護(hù)、保養(yǎng)和巡護(hù)全程機(jī)械化研發(fā)與示范等，實(shí)現(xiàn)多種類、多群體機(jī)器人的融合集成。
3 國(guó)內(nèi)外林業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 國(guó)外林業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外很早就開(kāi)始對(duì)林業(yè)機(jī)器人進(jìn)行研究，由于林業(yè)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境惡劣、作業(yè)強(qiáng)度大，同時(shí)國(guó)外勞動(dòng)力匱乏，且成本高，所以發(fā)達(dá)國(guó)家大多通過(guò)發(fā)展林業(yè)機(jī)器人來(lái)緩解，其中日本發(fā)展水平最高，日本的林業(yè)生產(chǎn)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化程度較高。
Yasuhiko Ishigure等研發(fā)的撫育機(jī)器人，使用節(jié)電鏈鋸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行修枝，4個(gè)主動(dòng)輪帶動(dòng)機(jī)器人螺旋上下移動(dòng)，依靠鏈鋸進(jìn)行全方位剪枝，機(jī)器人可以依靠自身的重量在樹(shù)木上維持穩(wěn)定。日本ISEKI公司研發(fā)的用于嫁接的撫育機(jī)器人，每小時(shí)可嫁接900株左右，成功率超過(guò)95%，效率很高。Humayun Rashid等研發(fā)的滅火機(jī)器人，融合藍(lán)牙、GSM、DTMF、GPS等多種技術(shù)，采用傳感器感應(yīng)火焰、溫度和煙霧來(lái)正確定位火源，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或遙控滅火。日本研發(fā)的FRIGO滅火機(jī)器人，采用履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，搭載可燃?xì)怏w、伽馬射線、神經(jīng)麻醉氣體探測(cè)器，可以迅速發(fā)現(xiàn)火源并引導(dǎo)消防員迅速滅火，同時(shí)可協(xié)助搬運(yùn)設(shè)備器材，也可以引導(dǎo)消防員迷路時(shí)順利脫險(xiǎn)。早稻田大學(xué)研發(fā)的一款環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)器人，可以通過(guò)傳感器獲得溫度、濕度、PM2.5、輻射等環(huán)境數(shù)據(jù)，可使用手機(jī)操控機(jī)器人移動(dòng)并設(shè)定數(shù)據(jù)獲取周期。
美國(guó)SPRAYING SYSTEM公司和丹麥HARDI公司都研發(fā)了多種森林病蟲(chóng)害防治機(jī)器人，融合光機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和“3S”技術(shù)，遵循靶標(biāo)適應(yīng)性原則，實(shí)現(xiàn)智能、精準(zhǔn)、高效的病蟲(chóng)害防治。美國(guó)約翰迪爾公司研制的伐木聯(lián)合機(jī)，集伐木、打枝、造材等功能于一體，可在陡坡和林地連續(xù)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)程序根據(jù)傳感器反饋的路況信息控制步伐，生產(chǎn)效率高、安全、智能且對(duì)地表生物資源的破壞小。芬蘭Ponsse公司研制的聯(lián)合采伐機(jī)，搭配測(cè)試系統(tǒng)可測(cè)出原木的體積，并通過(guò)采伐機(jī)上最先進(jìn)的整機(jī)程控系統(tǒng)完成采伐動(dòng)作，同時(shí)記錄故障反饋駕駛員。
歐美發(fā)達(dá)國(guó)家林地地形較好，林業(yè)裝備多開(kāi)展大規(guī)模作業(yè)，林業(yè)機(jī)器人具有大型化、多功能化的特點(diǎn)，其中日本林地總體數(shù)量少，林業(yè)裝備多開(kāi)展復(fù)雜地形精細(xì)化作業(yè)，林業(yè)機(jī)器人具有精細(xì)化、小型化的特點(diǎn)。
3.2 國(guó)內(nèi)林業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)很多林業(yè)領(lǐng)域尤其是生態(tài)建設(shè)領(lǐng)域還停留在半機(jī)械化水平，還未完全達(dá)到機(jī)械化水平，隨著技術(shù)發(fā)展，某些領(lǐng)域的林業(yè)裝備已進(jìn)入機(jī)器人時(shí)代，林業(yè)機(jī)器人理念孕育而生。
舒慶等研發(fā)的生態(tài)恢復(fù)機(jī)器人，通過(guò)鋪設(shè)草方格來(lái)防風(fēng)固沙，依據(jù)沙地地貌通過(guò)PLC控制鋪設(shè)草方格機(jī)構(gòu)的高度和插入壓力，作業(yè)后將在沙地上形成草方格立體沙障，固沙能力很強(qiáng)，可提高鋪設(shè)效率161倍，降低鋪設(shè)成本80%左右。
褚佳等研發(fā)的用于葫蘆科穴盤苗嫁接的撫育機(jī)器人，通過(guò)控制機(jī)械手完成取苗搬運(yùn)、切苗、嫁接、輸送等作業(yè)，每小時(shí)可嫁接455株，只需1人操作，嫁接成功率高達(dá)95%。李文彬等研發(fā)用于樹(shù)木立木整枝的撫育機(jī)器人，通過(guò)人工遙控機(jī)器人移動(dòng)至易于打枝處，控制懸臂式鏈鋸對(duì)樹(shù)木進(jìn)行整枝，使樹(shù)木達(dá)到良好的撫育效果。劉松等研發(fā)用于園林綠籬修剪的撫育機(jī)器人，通過(guò)圖像采集系統(tǒng)獲得實(shí)時(shí)信息，并依據(jù)綠籬的高度和生長(zhǎng)分布，使用Atmega168單片機(jī)控制機(jī)器人進(jìn)行修剪，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化修剪，適應(yīng)性強(qiáng)。
姜樹(shù)海等研發(fā)的六足仿生森林消防機(jī)器人，可完成火災(zāi)巡檢、清理、撲救等工作，滅火裝置最大可伸展2.3 m，足部最大可伸展1.25 m，適合林地復(fù)雜環(huán)境工作。林凡強(qiáng)等在傳統(tǒng)避障機(jī)器人上研發(fā)的滅火機(jī)器人，通過(guò)紅外火焰?zhèn)鞲衅髋浜宪浖治龃_定火焰的位置，避障機(jī)器人快速移動(dòng)到著火點(diǎn)附近，控制滅火裝置進(jìn)行精確滅火。
湯晶宇等研發(fā)的森林病蟲(chóng)害防治機(jī)器人，采用超聲感應(yīng)裝置進(jìn)行檢測(cè)，定向施藥，精準(zhǔn)防治病蟲(chóng)害，大幅提高了農(nóng)藥的利用率。
董勇志等研發(fā)的環(huán)境檢測(cè)直立交互型機(jī)器人，采用多種傳感器融合、UART觸屏交互、雙向PWM控制等多種技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程操控、報(bào)警等功能，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)全且智能化水平高。張慧穎研發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境智能巡檢機(jī)器人，配合使用多種傳感器可以得到溫度、CO濃度、溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)并通過(guò)NRF905與控制臺(tái)進(jìn)行無(wú)線傳輸，通過(guò)傳感器融合模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)感知并避障，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確且智能化程度高。
魏占國(guó)等設(shè)計(jì)的輪式林木采伐聯(lián)合機(jī)器人CFJ-30，采用全液壓驅(qū)動(dòng)，集伐木、打枝、造材于一體，最大行駛速度可達(dá)25 km/h，最大工作距離可達(dá)10 m，工作效率很高。周中華等研發(fā)的毛竹聯(lián)合采伐機(jī)，集伐竹、打枝、截梢、集材等功能于一體，成功改變了現(xiàn)行伐竹的工作方式，大幅提高了生產(chǎn)效率，減少了勞動(dòng)成本，對(duì)我國(guó)竹業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要作用。
傅萬(wàn)四等研發(fā)的自動(dòng)破竹機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了原竹段自動(dòng)分級(jí)、自動(dòng)對(duì)心、自動(dòng)換刀、自動(dòng)破竹和原竹中心矯正，通過(guò)測(cè)量竹筒外徑，使用PLC系統(tǒng)控制選擇合適的刀具進(jìn)行破竹，破竹速度可達(dá)11.2 m/min，大大提高了工作效率，處于國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平。
我國(guó)林業(yè)機(jī)器人處于起步階段，尚未系統(tǒng)形成適合我國(guó)林業(yè)情況的機(jī)器人產(chǎn)學(xué)研體系。
4 林業(yè)機(jī)器人研究中存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
4.1 存在的問(wèn)題
目前我國(guó)林業(yè)機(jī)器人的研發(fā)大多處于試驗(yàn)階段，由于各種原因尚無(wú)法普及，當(dāng)前存在的主要問(wèn)題如下。
1）林業(yè)工作環(huán)境復(fù)雜。我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)多在偏遠(yuǎn)山區(qū)，工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，林業(yè)機(jī)器人在工作時(shí)要面臨林地坡度不一、溝壑復(fù)雜、障礙多等挑戰(zhàn)，大型機(jī)器裝備無(wú)法進(jìn)入作業(yè)區(qū)，同時(shí)林地環(huán)境信號(hào)差，信號(hào)覆蓋率低，對(duì)于林業(yè)機(jī)器人工作信息傳輸和處理有著一定的挑戰(zhàn)，林地未經(jīng)過(guò)宜機(jī)化改造，對(duì)機(jī)器人的適應(yīng)性要求高，所以在推廣中存在較大難度。
2）林業(yè)喬灌木栽種不規(guī)則。現(xiàn)階段我國(guó)自然生長(zhǎng)的林業(yè)喬灌木在林地呈散亂不規(guī)則分布，人工種植的喬灌木類型復(fù)雜，導(dǎo)致喬灌木等植被布局和生長(zhǎng)不規(guī)則，對(duì)于林業(yè)機(jī)器人工作時(shí)的對(duì)象識(shí)別和處理易受外界因素的影響。林木生長(zhǎng)不規(guī)則影響機(jī)器人在林地間連續(xù)行走，在一定程度上降低了連續(xù)化水平，同時(shí)不規(guī)則生長(zhǎng)還會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人在林間工作時(shí)破壞植被，影響生物多樣性進(jìn)而破壞生態(tài)。
3）開(kāi)發(fā)難度大，生產(chǎn)成本高。相對(duì)于工業(yè)和農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，林業(yè)總體而言屬于生態(tài)公益行業(yè)，林業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)小于工業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，致使更多的研發(fā)人員熱衷于加入工業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)行列，而且林業(yè)機(jī)器人售價(jià)高，導(dǎo)致推廣困難。林業(yè)機(jī)器人雖有很大的市場(chǎng)潛力，但由于開(kāi)發(fā)難度大、生產(chǎn)成本高，一定程度上抑制了其發(fā)展推廣。
4）研發(fā)人才和平臺(tái)缺乏。我國(guó)從事林業(yè)機(jī)器人方面的研發(fā)技術(shù)人員較少，行業(yè)科技領(lǐng)軍人才和優(yōu)秀拔尖人才稀缺，林業(yè)高校和科研院所未系統(tǒng)開(kāi)設(shè)林業(yè)機(jī)器人課程，未建立林業(yè)機(jī)器人學(xué)科，導(dǎo)致對(duì)口人才較少，制約了林業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。現(xiàn)階段的林業(yè)企業(yè)大都是為了生產(chǎn)需要，把一些通用機(jī)械技術(shù)人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后即上崗，缺乏對(duì)林業(yè)行業(yè)工作對(duì)象的認(rèn)知和基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，無(wú)法滿足林業(yè)機(jī)器人的發(fā)展需求。科技創(chuàng)新平臺(tái)是技術(shù)轉(zhuǎn)移、技術(shù)研發(fā)、資源共享、孵化企業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，林業(yè)機(jī)器人的科技創(chuàng)新平臺(tái)稀缺也是林業(yè)機(jī)器人發(fā)展緩慢的原因之一。
4.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
林業(yè)機(jī)械化是林業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，林業(yè)機(jī)器人是代表林業(yè)機(jī)械化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著科技發(fā)展、勞動(dòng)力減少、人口勞動(dòng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，發(fā)展林業(yè)機(jī)器人勢(shì)在必行，將對(duì)我國(guó)林業(yè)技術(shù)革命和林業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展起到積極重大的促進(jìn)作用。
1）政府積極引導(dǎo)，加大科研投入。在國(guó)際農(nóng)林機(jī)器人生產(chǎn)巨頭公司看好中國(guó)市場(chǎng)、紛紛搶灘中國(guó)的背景下，我國(guó)對(duì)林業(yè)機(jī)器人制造業(yè)的扶持力度不足，尤其是針對(duì)適合我國(guó)林情的林業(yè)機(jī)器人的研發(fā)，政府和行業(yè)協(xié)會(huì)缺乏權(quán)威性的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)，嚴(yán)重制約了我國(guó)林業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和推廣。相關(guān)部門應(yīng)加大科技層面的投入，加強(qiáng)政策支持和市場(chǎng)引導(dǎo)，充分利用實(shí)施重點(diǎn)建設(shè)工程和調(diào)整振興重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)形成的市場(chǎng)需求，加快推進(jìn)林業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)研發(fā)自主化，同時(shí)重點(diǎn)扶持林業(yè)機(jī)器人龍頭企業(yè)，優(yōu)化創(chuàng)新人才成長(zhǎng)環(huán)境，保障林業(yè)生產(chǎn)需要，帶動(dòng)林業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展。政府可對(duì)購(gòu)買林業(yè)機(jī)器人的用戶發(fā)放購(gòu)置補(bǔ)貼，進(jìn)一步刺激內(nèi)需，促進(jìn)林業(yè)機(jī)器人的發(fā)展。
2）攻克共性關(guān)鍵技術(shù)。發(fā)展林業(yè)機(jī)器人需要優(yōu)先發(fā)展相對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)引導(dǎo)國(guó)家重大項(xiàng)目支持和企業(yè)科技創(chuàng)新選擇具有重要的指導(dǎo)作用和現(xiàn)實(shí)意義，更好地發(fā)展林業(yè)機(jī)器人還需突破以下關(guān)鍵技術(shù)：機(jī)器人在復(fù)雜林業(yè)環(huán)境中的連續(xù)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)；自動(dòng)避障技術(shù)；對(duì)目標(biāo)隨機(jī)位置的準(zhǔn)確感知和信息處理，機(jī)械手的準(zhǔn)確定位，機(jī)械手抓取力度和姿態(tài)控制技術(shù)；對(duì)復(fù)雜目標(biāo)的分類技術(shù)；對(duì)林業(yè)惡劣環(huán)境條件的適應(yīng)技術(shù)；基于樹(shù)木生理結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)技術(shù)；山地林地自適應(yīng)技術(shù)；人機(jī)交互技術(shù)；林業(yè)無(wú)人機(jī)信息獲取及反饋技術(shù)等。
3）加強(qiáng)林地宜機(jī)化改造。“宜機(jī)化改造”是近年來(lái)針對(duì)農(nóng)業(yè)提出的新概念，從最初的“梯田改造”到現(xiàn)在的“高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)”，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展和機(jī)器人應(yīng)用都是一大助力，就現(xiàn)階段科技水平而言，讓機(jī)器人去適應(yīng)所有的農(nóng)林地形有著很大難度，林業(yè)比農(nóng)業(yè)環(huán)境更加惡劣、工作對(duì)象更加復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)全機(jī)械化作業(yè)難度更大，“宜機(jī)化改造”更適合林業(yè)行業(yè)。林地實(shí)現(xiàn)宜機(jī)化是我國(guó)林業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)，推動(dòng)宜機(jī)化改造對(duì)提高林業(yè)生產(chǎn)力、提高林業(yè)機(jī)器人的使用率和工作效率、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展尤為重要，也是快速實(shí)現(xiàn)林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)機(jī)械化、智能化的另一途徑。
4）重視人才培養(yǎng)，建立產(chǎn)學(xué)研技術(shù)體系。重視林業(yè)機(jī)器人行業(yè)人才培養(yǎng)是推動(dòng)林業(yè)機(jī)器人發(fā)展非常重要的環(huán)節(jié)，人才是科學(xué)技術(shù)的載體，因此要重視培養(yǎng)林業(yè)機(jī)器人行業(yè)的人才，林業(yè)機(jī)器人所需的人才是多方面的，不僅要有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)人才，還要有技術(shù)推廣、維修、管理和使用人才，可在相關(guān)職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)林業(yè)機(jī)器人制造管理維修職業(yè)教育；在農(nóng)林高校開(kāi)設(shè)林業(yè)機(jī)器人專業(yè)，進(jìn)行林業(yè)機(jī)器人本科教育培養(yǎng)；在相關(guān)農(nóng)林高校、科研院所培養(yǎng)林業(yè)機(jī)器人學(xué)科領(lǐng)域的碩士、博士研究生，形成完整的人才培養(yǎng)體系，以適應(yīng)林業(yè)機(jī)器人的快速發(fā)展。同時(shí)加快林業(yè)機(jī)器人科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，以國(guó)家級(jí)科研單位牽頭構(gòu)建國(guó)家林業(yè)機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程技術(shù)中心，加速科技成果轉(zhuǎn)化，建設(shè)完備的產(chǎn)學(xué)研用科研平臺(tái)體系。
5）引進(jìn)相關(guān)行業(yè)高端技術(shù)吸收、改造、創(chuàng)新。林業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)屬于高端制造業(yè)，其發(fā)展在一定程度上落后于工業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人，可以借鑒工業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程，將已經(jīng)發(fā)展頗好的工業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)器人引入林業(yè)生產(chǎn)中，并結(jié)合林業(yè)行業(yè)的特殊情況進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和改造，加速研發(fā)進(jìn)程，依據(jù)改進(jìn)后機(jī)器人的實(shí)地工作情況再結(jié)合我國(guó)林情研制出特屬林業(yè)行業(yè)的機(jī)器人。同時(shí)吸引更多從事于工、農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和技術(shù)人員加入林業(yè)行業(yè)，引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新，給林業(yè)機(jī)器人發(fā)展注入強(qiáng)大活力，助林業(yè)機(jī)器人更快追上時(shí)代發(fā)展。
6）加強(qiáng)國(guó)際合作。國(guó)外農(nóng)林業(yè)機(jī)器人發(fā)展水平普遍高于我國(guó)，要堅(jiān)持實(shí)施“請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去”戰(zhàn)略，引進(jìn)國(guó)外農(nóng)林業(yè)機(jī)器人研發(fā)人員長(zhǎng)期或短期到國(guó)內(nèi)開(kāi)展科研合作交流并形成長(zhǎng)效機(jī)制，同時(shí)派遣科研人員或留學(xué)生赴國(guó)外機(jī)構(gòu)合作研究，共建林業(yè)機(jī)器人國(guó)際創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，搭建林業(yè)機(jī)器人國(guó)際研究平臺(tái)，積極吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)林業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新，扶持有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的林業(yè)機(jī)器人企業(yè)努力開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，與國(guó)際接軌。
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