具身智能农业机器人关键技术与发展趋势

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苗中华 1，朱子煜 1，张伟 1，薛振锋 1，孙腾 1，张异凡 1，谢涛 1，何创新 1，李楠 1，苑进 2 ，赵春江 3 ，刘成良 4
（1.上海大学机电工程与自动化学院，上海 200444；2.山东农业大学机电工程学院，泰安 271018； 3.北京农林科学院，北京 100097；4.上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200072）

摘要：全球农业智能化转型背景下，传统农业机器人面临非结构化环境、作业对象不确定性及控制参数时变等技术瓶颈，导致农业机器人实用效果差，产业化落地困难。具身智能作为实现通用人工智能的关键路径，为突破上述瓶颈提供了新范式。本文系统阐述具身智能理论驱动的农业机器人技术体系与发展路径，创新性构建“感知-决策-模拟-进化-诊断”五位一体研究框架。具体而言：具身感知聚焦开放环境场景理解、作业目标主动感知及多模态融合感知；具身决策涵盖端到端导航、大模型驱动的机械臂操作及多机协同算法；具身模拟着力于高保真场景重建、生成及虚实迁移技术；具身进化整合无监督学习、强化学习及模仿学习机制；具身诊断构建作业状态监测与质量评估体系。最后，展望未来发展方向，为农业 4.0 时代的农业机器人智能化升级提供理论支撑与技术路线。

关键词：农业机器人；具身智能；基础模型；大语言模型；多模态感知；强化学习