农业新纪元 农业生产过程自动化，将使农民不再面朝黄土背朝天，真正体会自动化技术的巨大威力。在农业生产中，农业机械化使农业生产的效率得到了很大的提高，并且使农业生产成本下降、用工减少，近年来，电子技术和自动化技术被大量用于农业和农业机械领域。智能技术在农业上应用得日益广泛，为农业的进一步发展奠定了基础，同时也给人们提供了许多新的研究方向。 　　智能化仪器、设备和机器的普遍采用将给农业生产带来崭新的局面。电子技术和计算机技术的迅速发展推动了农业机器向智能化方向的发展。从农田作业与机械的关系上来看，如果农业生产过程的机械化定义为每一项作业都由人操作机械来完成的话，那么农业生产过程自动化的定义就是：在农业生产过程中机器按照人们的预定自动完成作业。虽然，自动化农业比机械化农业前进了一大步，但自动化并非能做到在人完全不干预的情况下，使农业生产各环节达到最优。因为农业生产过程涉及到的因素具有多样性和复杂性，单靠简单的传感和控制系统无法加以解决。如果机器能够根据作物的状况和其他相关因素来决定如何进行某项作业，该机器就应具有对多种信息快速处理及推理分析与决策的能力，也就是说机器是智能化的。广泛采用了智能技术之后，农业生产中主要决策和作业均由智能化机器或系统来完成，这样的阶段可称为农业生产的智能化阶段。科学技术的发展为农业智能化的发展创造了一定的条件，智能化农业的发展还与经济及社会等方面的因素有关。   大型自动化联合收割机  本世纪80年代以来，有关农业的智能化技术研究不断增多，但大都处在研究阶段。其中研究和应用得最多的是机器(计算机)视觉和图像处理系统。此外，神经网络系统、决策支持系统也已在农业生产方面得到了广泛应用。智能化技术使传统机械无法作业的项目实现了机械化。在许多国家，蘑菇生产的集约化程度虽很高，但人工采摘蘑菇效率低，且分类的质量不易得到保证，从而制约了生产效率和经济效益的提高。因此，研制了具有计算机视觉系统的蘑菇采摘机器人，使蘑菇生产从苗床管理到收获分类实现了全过程自动化。为了降低收获樱桃西红柿的成本，日本研制了用于收获樱桃西红柿的机器人。为确定果实的位置，采用了双目立体成像技术，成功率约为70%。其他研究如何利用机器识别作物形状、大小分布等的也很多，智能化技术使农业机械的工作更加符合农艺要求。智能化技术研究使农业机动机器人有了重大突破。为了解决农业劳动力尤其是技术劳动力缺乏的问题，人们将希望寄托在农业机动机器人上，所以对车辆的自行导向问题开展了大量的研究。农业机动机器人构建的困难主要在于控制系统和定位系统。在各种车辆引导方式中，应该说利用路径周围环境图像识别自动引导是最好的方式，但目前应用起来尚有一定难度。农业生产和农场的管理是智能化技术在农业上应用的又一重要领域。许多学者还对神经网络技术在农业生产中的应用做了很多工作，采用输入最高气温、最低气温、光周期、种植天数或开花天数的方法来预测大豆的开花期或生理成熟期;运用最优控制和神经网络技术对花生灌溉问题进行了研究;还运用模拟的方法进行了花生农场农机选择的研究。 　　总起来看，智能化技术在农业上的应用尚处于起步阶段。虽然个别领域已有较为成套的设备或系统的研究和应用，但大部分研究尚处于为智能化做准备或打基础的阶段。如各种传感元件的研究，各种信息的收集、分析、处理方法的研究及各种模型和决策系统的研究等。总之智能化，自动化技术在农业上将有更为广阔的应用。 医学界新宠 　　医学自动化是自动化领域又一个重要的应用。而生化自动分析仪是医学自动化较为成熟的例子。生化分析是临床诊断的重要手段之一。通过对血液和其他体液生化分析测定的数据，再结合其他临床资料进行综合分析，可帮助诊断疾病，对器官功能作出估价，并可鉴别并发因子及决定以后治疗的基准等。 　　在20世纪50年代后，电子学和信息产业的飞速进步，推动了一系列的技术革命，临床生化分析手段的自动化及酶法分析的开发和应用导致了临床化学方法由传统模式向现代模式的历史性转变，致使临床化学诊断检验方法已经发生很大变化，以血葡萄糖测定为例，从碱性硫酸铜法过渡到邻苯甲胺法，70年代又被崭新的酶法分析(葡萄糖氧化酶法)所取代并广泛应用于自动分析，至少经历了3代变化。而50年代肌酐测定的全血法变为后来的血清法(除蛋白或不除蛋白)，70年代又逐步过渡到不除蛋白的血清肌酐速率法测定，此时已可用于自动分析仪;80年代又有肌酐酶法分析问世，至90年代一些发达国家已成为此项测定方法中的主流，血肌酐参考值也由全血法时代的2ｍｇ/ｄｌ改变为血清法的1 5ｍｇ/ｄｌ，采用速率法和酶法后又降为1.1～1.2ｍｇ/ｄｌ，方法学的改变带来人体信息的改变。这种变化几乎包括临床化学中的所有代谢项目，如血脂、尿素、尿酸、胆汁酸以及各种酶的测定等。   全自动生化分析仪  　　生化自动分析仪是利用自动化技术、光学、电子学和计算机科学，把临床化学分析过程中的取样、加样、分配试剂、混合、加温以及分析过程的监控和数据处理、输出等一系列程序加以自动化的仪器。1953年美国Ｌ.Skeggs首次介绍了一种自动化分析仪器(autoanalyzer)，60年代中期出现了分立式自动分析仪并向多通道发展，70年代后迅速进入推广、普及阶段。随着新的技术革命高潮中电子工程，计算机科学的迅速发展，自动分析仪出现了性能上的飞跃，此后不到20年时间里其发展速度令人惊讶。这种飞速的发展带来了临床化学方法学的发展，酶学及其相应生产、提纯、稳定技术进一步带来的酶法分析的发展等，也给临床化学的进步带来了新的需求和动力，从根本上改变了经典临床化学的面貌。目前生化自动分析仪按反应装置的结构主要可分为连续流动式、分立式、离心式。连续流动式，的特点是样品和试剂按比例进入同一管道，在连续流动过程中完成反应和数据分析，其不足处为试剂消耗量大，样品都在一个管道中通过，易互相污染;分立式，实际上是模仿试管的手工操作，用反应杯代替了试管的比色皿，反应杯按顺序放在一个转盘内，靠步进马达按一定时间间隔移动，样品和试剂在各个反应杯中分别搅拌混合、加温、反应、进入检测光路，生成数据并输入计算机按指定的数学公式计算，结果可自动打印输出。由于应用计算机统计软件，现已能进行多种方式的分析和数学处理，包括两点法比色分析、动力学连续监测、透射浓度分析等。免疫化学分析中常出现的非线性结果也可用各种曲线拟合方式处理，因此过去难以解决的许多免疫学项目，目前也能用生化自动分析仪检测，大大扩展了应用范围;离心式分析仪放置反应杯的转盘本身是一个离心机的转头，高速转动的样品与试剂靠离心力作用迅速混合，光电检测器的计算机随之监测其反应过程，各个反应杯几乎在同一时间内进行测定，缺点是分析过程中不能追加其他样品，较适合医学实验室研究使用。展望生化自动分析仪，它将进一步向高效、智能化、系统化的方向发展，其技术支撑仍是计算机的开发与应用，可使全实验室自动化，其功能为把临床化学、免疫学、血液学分析仪及尿液分析仪通过自动传送带连结成一个大的流水线系统，在其前端和后端各有一台处理装置和一台样品收纳装置，整个系统和计算机相连，可进行样品分配、运输、分析过程的监控及数据处理，并输出(打印)和存储。实验医学新发展阶段的到来，将有助于节约人力、资源，提高工作效率。 　　生化自动分析仪的出现和广泛应用促进了临床化学、计划时代的转变。虽然酶法分析为生化自动分析仪的应用创造了条件，反过来生化自动分析仪的普及也推动了酶法分析的进一步发展。二者的结合改变了过去生化化学中长期占主流的传统化学分析方法，使实验室工作者摆脱了强酸、强碱和火焰相伴的手工操作。免疫学测定中浓度分析的迅速发展也使得一些传统的新兴的免疫学检验项目有可能用于生化自动分析仪，和过去手工式血清学操作相比，大大简化了分析程序，也提高了分析质量。 　　自动分析应用于临床化学、免疫学、血液学，对病人来说同时满足了过去常常被认为是相互对立的“快”和“准”的基本需求，在医学上是一个不可低估的进步。生化自动分析仪以高速度、高性能、高分析质量承担了一些全民疾病早期诊断、社会保健的重要工作。是自动化技术的又一成功应用领域。 自动化细菌鉴定 　　自动化细菌鉴定系统MicroStation是美国80年代后期在大量试验基础上研制成功的一种专门用于细菌诊断和鉴定的新型专家系统，该系统将细菌的生理生化过程的检测与先进的计算机管理手段有机结合起来，通过一些辅助软件和设备，自动阅读待测细菌对各种碳源代谢情况的数据，并自动输入计算机的有关数据库，自动完成数据库的检索，细菌鉴定，结果显示，结果打印等过程。 　　该系统的使用，很大程度上简化了传统的细菌鉴定程序而无需复杂的预备和后续试验。该系统是一种快速准确实用，并具有较高标准化程度的全新鉴定系统。系统主要由系统软件，计算机系统，高精度阅读器，测量测试板及其他的辅助设备组成。其中高精度阅读器为本系统自动检测待测细菌对微量测试版上各个碳源代谢数据的专用设备。在计算机的控制下，阅读机自动阅读微量测试版上每个小孔上的光密度值，并将读取的数据自动输入计算机，实现数据检测－数据库检索－结果鉴定整个过程的自动化。   自动化细菌鉴定系统  　　系统操作比较简单，首先将待测细菌分离、纯化。这个过程是鉴定工作的最基础和最重要的环节。通过分离培养，从试样中分离出细菌，然后利用单克隆纯化技术，对分离出的细菌进行纯化，获得待测的纯培养。采用经典的革兰氏染色体方法，确定待测菌株是革兰氏阴性菌还是革兰氏阳性菌，根据革兰氏染色体反应结果，按照不同的步骤进行下一步操作。对在革兰氏染色体反应中表现阴性的细菌，选用TSA对其进行标准化预培，对在革兰氏染色体反应中表现阳性的细菌，选用BUGM对其进行标准化预培，对于绝大多数细菌而言，培养时间为4～18小时比较适宜，这样，既可以防止细菌的老化而失去代谢活性，又能保证有充足的菌量供鉴定使用。将微量测试版从冷藏条件下取出，在28～35度环境下进行预热，然后，将配置好的标准悬液倒入专用储液池中，用八孔移液枪将细菌悬液滴加到相应微量测试板上的每一个孔内并对孔加入无菌生理盐水。将已滴加菌悬液的微量测试版加盖标记，放入一定温度的培养箱中进行培养，培养期间使培养箱内始终保持一定的湿度，以防止微量测试版上小孔，特别是边缘部分小孔内水分的蒸发。培养温度因细菌类群不同而有差异，对于绝大多数植物病原细菌来说，在30度条件下培养比较合适。培养了4小时后，用高精度阅读器读板，阅读器读的数据通过与计算机的接口自动输入计算机，经过数据库检索，最后将鉴定结果显示于屏幕，使用者可以根据需要将结果进行打印后做其他的分析。对于代谢过程缓慢的菌株，继续培养至24小时后读板，系统将在24小时数据库中进行检索，得出鉴定结果。 　　系统咕哂凶远Ｗ己图ń峁墓δ堋＠?小时数据库鉴定细菌时，相识值不低于0.5方即可有鉴定结果，不符合上述条件。系统均以没有鉴定结果结论。我们可以把经大量实验研究，结果稳定，但系统现有数据库中所没有的细菌代谢数据存入用户数据库中，作为标准数据供以后鉴定参考。这对于具有检疫重要性的细菌种类来说更具意义。 　　该系统的细菌数据库及微生物各个学科的细菌种类，除了植物病源细菌外，还包括食品，发酵，水质，制药，环境，土壤，海洋等领域的细菌及人类和动物病源原细菌，其广泛而庞大的数据库资源无疑具有进一步利用的价值。另外，该鉴定系统庞大的数据库可以提供大量典型细菌菌株生化代谢的有关信息，借助这套系统，可以了解很多我们不熟悉的细菌的生理生化特性；通过系统提供的细菌见多维亲缘关系图解，我们可以从多个角度分析认识细菌见复杂的亲缘关系，了解细菌分类的最新进展。 水库管理自动化系统 　　水库管理系统是现代化水库的核心部分，是水库效能发挥的重要部分。洪水时水库闸门的操作是以不造成下游灾害为基础制定的操作规则。为了确保正确的信息流动，需把握和监视入库流量和工程状况，按实际情况来推测水库的运行，找出相应的对策方案。对于水库群，所有水库的状况及各个水库的情况都要予以考虑。   现代化水库  　　首先低水位运行时，必须分别确定蓄放流量。根据运行判断，实施泄流，并制定运行操作规程。为此收集降雨情况、水库入流、蓄水量、泄流量等信息进行综合分析。对于入库流量的分析，如果发生洪水，应根据上游的降雨、河流水位、洪水到达时间来预测入库流量，根据预测入流及蓄水量来确定运行体制及水位回落的对策。预测放流时会得出多种结果，熟练的管理人员则可筛选出比较准确的结果。其次，进行蓄流泄流计划的确定。首先在控制所配置了迅速收集雨量、流量的观测设备，综合控制所的信息处理工作站可以完成入库流量预报、洪水检索、各个水库运行仿真等辅助主任技术者的功能。采用入库流量预测功能，能根据收集到的雨量、预测雨量、流量等，预报最长6小时的上游产流量。采用洪水检索功能，能利用过去整理保管的洪水、降雨特性资料，检索类似现在降雨状况的洪水，预报将发生洪水的规模。洪水发生时要在短时间内利用水力学、水文资料、规则、经验等判断标准来做出决策和调度方案。为此，引进了水库管理系统，以便迅速对各要素进行整理和计算处理。 　　水库管理自动化系统将经验丰富工作者的技术通过专家系统进行了具体化，提高了管理水平。 　　确定决策方针的条件之一是洪水的有无，以可信度加以判断。可信度是以洪水形成、产流、解除对策体制其三者的可信度来定义的。用通常的规律来推论时，用在-1.0与1.0之间的值5等分后相乘再平均的值来判明对策体制。用模糊论来预测流量，预测生坂水库入库流量时，用一次式来推定的有观测流量的增减率，用蓄留函数法来预测雨量，根据实测入流量的变量预测，用以上3种方法计算值的平均模糊论来预测入流量。推论用MIN-MAX法，结论的数值化用重心法。最后确定蓄水期、放流量，在洪水初期，要正确把握一定流量的洪水到达时间很难。水库管理主任技术者根据曾发生的类似情况，从保证安全的角度出发做计划。利用这些判断内容，在入库存流量中得到的3小时前的预测入库量以及入流量加上蓄放流量来决定流量。在台风降雨时，因台风引起的降雨，如果风圈只在一个水库流域，洪水流量可能马上就会到来。以往，都是参考台风进路预报范围进行安全预报，在此用危险区域作参考，制定追加放流计划。 　　水库自动化，是一个有待进一步研究的领域，在一些自动控制理论，如模糊控制发展迅速的今天，相信水库自动化不仅仅只是以上的自动化，其概念将更加广泛，其必将应用一些控制思想，从而更好地解决水库控制问题。 机器人的定义 　　在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。   机器人指挥  　　其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义，自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。 　　1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”（Android），它由4部分组成： 　　1，生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等）； 　　2，造型介质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲）； 　　3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态）； 　　4，人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等）。 　　1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。在该剧中，机器人按照其主人的命令默默地工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的劳动。后来，罗萨姆公司取得了成功，使机器人具有了感情，导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正，终于造反了，机器人的体能和智能都非常优异，因此消灭了人类。 　　但是机器人不知道如何制造它们自己，认为它们自己很快就会灭绝，所以它们开始寻找人类的幸存者，但没有结果。最后，一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类，世界又起死回生了。 　　卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象，但人类社会将可能面临这种现实。 　　为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”： 　　1，机器人不应伤害人类； 　　2，机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外； 　　3，机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。 　　这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。 　　在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人： 　　1，具有脑、手、脚等三要素的个体； 　　2，具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器； 　　3，具有平衡觉和固有觉的传感器。   礼仪机器人  　　该定义强调了机器人应当仿人的含义，即它靠手进行作业，靠脚实现移动，由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使机器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。 　　机器人的定义是多种多样的，其原因是它具有一定的模糊性。动物一般具有上述这些要素，所以在把机器人理解为仿人机器的同时，也可以广义地把机器人理解为仿动物的机器。 　　1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为：“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统，并以此系统的使用方法作为研究对象”。 　　1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。” 　　我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。 　　中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。 机器人的分类 　　关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式见表： 分类名称 简要解释  操作型机器人 能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。  程控型机器人 按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。  示教再现型机器人 通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。  数控型机器人 不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。  感觉控制型机器人 利用传感器获取的信息控制机器人的动作。  适应控制型机器人 机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。  学习控制型机器人 机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。  智能机器人 以人工智能决定其行动的机器人。  　　我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。 机器人的手 　　机器人要模仿动物的一部分行为特征，自然应该具有动物脑的一部分功能。机器人的大脑就是我们所熟悉的电脑。但是光有电脑发号施令还不行，最基本的还得给机器人装上各种感觉器官。我们在这里着重介绍一下机器人的“手”和“脚”。   　　机器人必须有“手”和“脚”，这样它才能根据电脑发出的“命令”动作。“手”和“脚”不仅是一个执行命令的机构，它还应该具有识别的功能，这就是我们通常所说的“触觉”。由于动物和人的听觉器官和视觉器官并不能感受所有的自然信息，所以触觉器官就得以存在和发展。动物对物体的软，硬，冷，热等的感觉就是靠的触觉器官。在黑暗中看不清物体的时候，往往要用手去摸一下，才能弄清楚。大脑要控制手，脚去完成指定的任务，也需要由手和脚的触觉所获得的信息反馈到大脑里，以调节动作，使动作适当。因此，我们给机器人装上的手应该是一双会“摸”的、有识别能力的灵巧的“手”。 　　机器人的手一般由方形的手掌和节状的手指组成。为了使它具有触觉，在手掌和手指上都装有带有弹性触点的触敏元件（如灵敏的弹簧测力计）。如果要感知冷暖，还可以装上热敏元件。当触及物体时，触敏元件发出接触信号，否则就不发出信号。在各指节的连接轴上装有精巧的电位器（一种利用转动来改变电路的电阻因而输出电流信号的元件），它能把手指的弯曲角度转换成“外形弯曲信息”。把外形弯曲信息和各指节产生的“接触信息”一起送入电子计算机，通过计算就能迅速判断机械手所抓的物体的形状和大小。 　　现在，机器人的手已经具有了灵巧的指，腕，肘和肩胛关节，能灵活自如的伸缩摆动，手腕也会转动弯曲。通过手指上的传感器还能感觉出抓握的东西的重量，可以说已经具备了人手的许多功能。 　　在实际情况中有许多时候并不一定需要这样复杂的多节人工指，而只需要能从各种不同的角度触及并搬动物体的钳形指。1966年，美国海军就是用装有钳形人工指的机器人“科沃”把因飞机失事掉入西班牙近海的一颗氢弹从七百五十米深的海底捞上来。1967年，美国飞船“探测者三号”就把一台遥控操作的机器人送上月球。它在地球上的人的控制下，可以在两平方米左右的范围里挖掘月球表面四十厘米深处的土壤样品，并且放在规定的位置，还能对样品进行初步分析，如确定土壤的硬度，重量等。它为“阿波罗”载人飞船登月当了开路先锋。 机器人的鼻子 　　人能够嗅出物质的气味，分辨出周围物质的化学成分，这全是由上鼻道的粘模部分实现的。在人体鼻子的这个区域，在只有五平方厘米的面积上却分布有五百万个嗅觉细胞。嗅觉细胞受到物质的刺激，产生神经脉冲传送到大脑，就产生了嗅觉。人的鼻子实际上就是一部十分精密的气体分析仪。人的鼻子是相当灵敏的，就算在一升水中放进二百五十亿分之一的乙硫醇（就是一种特殊的具有异常臭味的化学物质），人的鼻子也能够闻出来。 　　机器人的鼻子也就是用气体自动分析仪做成的。我国已经研制成功了一种嗅敏仪，这种气体分析仪不仅能嗅出丙酮、氯仿等四十多种气体，还能够嗅出人闻不出来但是却可以导致人死亡的一氧化碳（也就是我们通常所用的煤气）。这种嗅敏仪有一个由二氧化锡，氯化钯等物质烧结而成的探头（相当于鼻粘模）。当它遇到某些种类气体的时候，它的电阻就发生变化，这样就可以通过电子线路做出相应的显示，用光或者用声音报警。同时，用这种嗅敏仪还可以查出埋在地下的管道漏气的位置。 　　现在利用各种原理制成的气体自动分析仪已经有很多种类，广泛应用于检测毒气，分析宇宙飞船座舱里的气体成分，监察环境等方面。 　　这些气体分析仪，原理和显示都和电现象有关，所以人们把它叫做电子鼻。把电子鼻和电子计算机组合起来，就可以做成机器人的嗅觉系统了。 机器人能和人友好相处吗？ 　　不论是工业机器人还是特种机器人（尤其是服务机器人）都存在一个与人相处的问题，最重要的是不能伤害人。然而由于某些机器人系统的不完善，在机器人使用的前期，引发了一系列意想不到的事故。   主从式机器人与人协同动作  　　1978年9月6日，日本广岛一家工厂的切割机器人在切钢板时，突然发生异常，将一名值班工人当作钢板操作，这是世界上第一宗机器人杀人事件。 　　1982年5月，日本山梨县阀门加工厂的一个工人，正在调整停工状态的螺纹加工机器人时，机器人突然启动，抱住工人旋转起来，造成了悲剧。 1985年前苏联发生了一起家喻户晓的智能机器人棋手杀人事件。全苏国际象棋冠军古德柯夫同机器人棋手下棋连胜3局，机器人棋手恼羞成怒，突然向金属棋盘释放强大的电流，在众目睽睽之下将这位国际大师击倒。 　　这些触目惊心的事实，给人们使用机器人带来了心理障碍，于是有人展开了“机器人是福是祸”的讨论。 　　面对机器人带来的威胁，日本邮政和电信部门组织了一个研究小组，对此进行研究。专家认为，机器人发生事故的原因不外乎3种：1，硬件系统故障；2，软件系统故障；3，电磁波的干扰。   人与机器人一起做实验  　　这种意外伤人事件是偶然也是必然的，因为任何一个新生事物的出现总有其不完善的一面。随着机器人技术的不断发展与进步，这种意外伤人事件越来越少，近几年没有再听说过类似事件的发生。正是由于机器人安全、可靠地完成了人类交给的各项任务，使人们使用机器人的热情才越来越高。 　　美国正在研究一种航天器内使用的机器人，计划在两年之后被宇航员带入太空，做一些宇航员无法做到的事情，成为宇航员最得力的助理。这种机器人只有垒球那么大，可以对航天器中的生命维持系统进行自动监视、摄像和排除障碍等，同时还可以代替已损坏的传感器完成监视任务。可以说，有了它，今后的航天器在太空中飞行将更加安全。 世界机器人发展特点 欧美快速追赶日本   汽车装配机器人  　　90年代初，欧洲及美国安装的通用工业机器人分别占日本各类工业机器人总数的20％及7％；到1999年底，相应的比例分别为71％及42％。事实上，1999年欧盟新安装的通用工业机器人要比日本同期安装的同类机器人的数量要多。 机器人性能上升，价格下降 　　90年代，工业机器人的价格不断下降，而性能则不断完善，主要表现在机械及电子性能方面，如：搬运能力、速度、工作范围、部件数量、平均故障间隔时间都有较大改进，而价格下降了50%。 　　1990-2000年情况的调查表明，机器人的性能与价格改进情况更好。 　　一台1999年出售的中等机器人的价格，只相当于1990年同样性能机器人价格的五分之一，如果1990年能够生产出这样的机器人的话。 采摘水果机器人 　　在日本，农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出，为了解决这一问题，日本开发除了一系列不同用途的农业机器人，这其中就包括采摘水果的机器人。这种机器人有他自身的特点：它们一般是在室外工作，作业环境较差，但是在精度上却没有工业机器人那样要求高；这种机器人的使用者不是专门的技术人员，而是普通的农民，所以技术不能太复杂，而且价格也不能太高。这里就以一种西瓜收获机器人为例来介绍。 　　一般的机器人多数是采用电气驱动，但是为了降低成本，这种西瓜收获机器人却是采用油压驱动，比以蓄电池为动力源的电气驱动要经济的多。这种机器人没有使用价格相对较高的高精度油压控制马达，而是采用了油缸控制，这样做也降低了机器人的成本。 　　作为动力源的内燃发动机驱动2台油压泵，其中的一台是用于驱动机械手，另一台是为操纵行走车辆的方向盘以及驱动制动器的控制油缸，它比前一台的压力要大得多。 　　机械手是由4个由4节连杆构成的手指组成的系统，在手指的尖端装有滑轮。当机械手抓拿西瓜时，机械手从西瓜上面降下，手指的滑轮沿西瓜表面边滑动边下降，当到达最下端时就停止；上升时，利用西瓜自身的重量，使机械手自锁，利用这种方式来抓取西瓜。这种结果不需要复杂的控制系统，同时也适合于定位不准的情况，而且也比较容易操作。试验结果表明，当机械手的中心与西瓜的中心的偏离不超过54毫米时，机械手都能抓住西瓜。当手指尖端的滑轮沿西瓜表面向下滑动时，利用手指关节的动作可以求出西瓜的大小，利用手上附加的力传感器可以求出西瓜的重量，误差仅仅在2%以内。这样就可以在现场对西瓜进行初步的分级，另外也可以根据力的变化判断是否抓住了西瓜。 　　由于西瓜的果实和枝叶的颜色相同，而且成熟与没有成熟的西瓜的果实颜色也相同，这就给西瓜检测带来了困难，因此要根据西瓜的挂果日期（开花日期）的不同，树立直径为40毫米左右不同颜色的标识球，这样就可以根据标识球的颜色和位置正确判断西瓜的位置和成熟情况，为了正确判断，对标识球的颜色和种类要有一定的限制。 　　对这种采摘西瓜机器人进行收获西瓜的作业试验，得到的结果比较理想，由于有位置误差，机械手抓到的西瓜占西瓜总数的76.5%。对于一般的农业机器人，能达到这样的标准已经是很不错的了。 国产机器人走向实用化 100公斤点焊机器人 　　在蔡鹤皋院士主持下，哈尔滨工业大学和沈阳自动化所自1995年4月开始设计、制造HT—100A点焊机器人，1996年7月15日完成；1998年2月第一台上线应用于解放牌卡车的后风窗点焊，1998年5月第二台上线应用于红旗轿车焊接线上。 120公斤点焊机器人 　　根据HT－100的设计经验，我们又研制了6台120公斤点焊机器人。   20公斤点焊机器人  　　120公斤点焊机器人是以一汽红旗车身焊装生产线为应用背景，瞄准国际上典型机器人产品技术性能开发的一种具有先进性、可靠性的实用机器人产品。该机器人具有工作空间大、运动速度快和负荷能力强等特点。机器人设计结构紧凑，外观宜人，运动平稳快捷，大大地提高了点焊作业的生产率。 　　用户对国产机器人给予了这样的评价：机器人运行良好，操作、维修方便，“皮实、好用、能摆弄，”提高了生产效率。 6公斤弧焊机器人   6公斤弧焊机器人  　　6公斤弧焊机器人是沈阳新松公司为嘉陵集团摩托车车身生产线设计制造的轻型弧焊机器人。设计者在参考国外同类产品优点的基础上，结合我国情况，本着“突出自己的特色、塑造自身的品牌”的原则，完成了产品的形象设计。在产品设计开发过程中，在重视产品实用性和可靠性的同时，兼顾了产品的先进性。设计者根据多年的开发经验，从本体到控制器全部进行了重新设计。嘉陵摩托车生产线将装备多台这种6公斤弧焊机器人。 装配机器人 　　由大连贤科机器人公司研制的装配机器人分别组成平面关节型机器人自动装配单元和直角坐标型机器人自动装配单元，现正在大连华录松下电子信息有限公司和浙江正泰集团的生产线上应用。平面关节型（SCARA）机器人是一种精密型装配机器人，具有速度快、精度高、柔性好等特点，采用交流伺机服电机驱动，可应用于电子、机械和轻工业等有关产品的自动装配、搬运、调试等工作。 　　直角坐标型机器人具有可自动编程，速度快、精度高等特点，采用交流伺服电机驱动，可应用于电子、机械和轻工业等有关产品的自动装配、搬运、调试等工作，适合工厂柔性自动化生产的需求。 桥型移动龙门式仿形喷涂机器人 　　桥型移动龙门式仿形喷涂机器人由顶喷、侧喷、龙门行走机构和控制系统组成。具有自动喷涂工况显示，自动生产数据设计，打印报表，车体型号自动识别，工作记忆功能，无需归零重新启动，故障自动声光报警，防爆功能等特点。经过长时间可靠的生产实践，用户反映设备性能良好。该设备由北京机械工业自动化所研制。 自动化高压水切割工作站 　　KJ—100型自动化高压水切割工作站由北京机械工业自动化所研制。 　　高压水射流切割是通过超高压水发生器将水增压至385Mpa，然后通过Φ0.03mm的喷嘴，产生约3倍于音速的水箭切割各种非金属材料，如各种汽车内部装饰材料、厚橡胶板、布料、皮革、苯乙烯发泡材料、纤维增强材料等；将细砂加入水箭中可切割金属、陶瓷、石料、玻璃等。高压水射流能切割各种热切割方法难以加工的材料，并且切速快、切口平整光洁、切边品质好、无毛刺、无挂渣、节省材料、无尘、无臭、无环境污染、无热变形，对那些严禁明火作业区，如海上石油钻井、采油平台、炼油厂、大型油气储罐区等均可使用高压水切割作业。 AGV小车 　　AGV小车也叫自动导引小车，现已具备产品定型和批量生产能力，并已在汽车装配线、家电企业、烟厂等仓储物流作业得到了广泛应用。AGV包含了移动机器人控制技术、传感器技术、多台机器人协调技术、通讯技术等内容。沈阳棋盘山象棋城机器人象棋系统采用32个机器人（AGV）做象棋棋子，一个棋子就是一个移动机器人。棋子直径2.2米，高3米，棋盘长55米，宽53米，堪称世界最大棋子棋盘。2000年9月11台AGV棋子做了残局演示。   搬运机器人  搬运机器人 　　5kg搬运机器人，采用五轴伺服电机驱动控制，实现五轴空间联动，配置不同工具包可实现搬运、码垛、焊接、装配等工作，具有较高的柔性自动化水平。 注塑机械手 　　注塑机械手应用于注塑件的自动取出，以保证模外横走的稳定性与快速性。海尔机器人公司开发的HH1000DS型注塑机械手采用单片机控制，三轴全气动驱动，实现三维空间协调操作。 便携式机器人   便携式机器人  　　由哈尔滨工业大学机器人研究所研制的便携式机器人，可实现六自由度弧焊机器人的全部功能，同时可作为通用机器人完成其它工作，可任意位置安装。机器人本体自重30Kg，便于拆装携带。便携式机器人可以作为一个流动的焊接机器人到不同的场所进行作业，特别是在一些工作空间狭小，周围环境恶劣，工人无法作业的地方。此外，它可以作为机器人销售部门的有力助手到各地去作焊接培训，或者在腕部安装其它工具可以随时随地的进行各种作业。 精彩有趣的机器人足球赛 　　现在机器人足球比赛已成为一种时尚运动，很多国家都有了自己的机器人足球比赛。在世界上比较有影响的赛事主要有两个，一个是由国际机器人足球联合会（FIRA）组织的微机器人世界杯Mirosot，另一个是由国际人工智能协会组织的机器人世界杯RoboCup。   机器人足球赛  　　国际机器人足球联合会成立于1997年，总部设在韩国的大田，每年组织一次机器人足球世界杯，相伴而行的还要举行这一领域的学术研讨。1996年在韩国举行了首届机器人足球世界杯，来自7个国家的23支代表队参加了比赛。1997年6月1－5日来自9个国家的22支代表队参加了2个项目的角逐。第三届比赛在巴黎与第16届足球世界杯同期举行，有13个国家的39个代表队参加了4个项目决赛阶段的比赛。由于参赛队增加，1999年第四届分4个赛区进行了预选赛，角逐决赛阶段4个项目的32个名额，比赛已达到相当规模和水平。2000年第五届机器人足球世界杯在悉尼与奥运会相伴而行。2001的第六届机器人足球世界杯将在中国举行。2002年的机器人足球世界杯将在韩国与第17届足球世界杯同期举行。比赛的主要项目如下： 项目 名称 机器人 场地    尺寸（cm） 队员数 尺寸（cm） 球  NAROSOT 超微机器人足球赛 4×4×5 5 130×90 乒乓球  S-MIROSOT 单微机器人足球赛 7.5×7.5×7.5 1 130×90 高尔夫球  MIROSOT 微机器人足球赛 7.5×7.5×7.5 3 150×130 高尔夫球  ROBOSOT 小型机器人足球赛 15×15×30 3 220×150 曲棍球  HUROSOT 拟人机器人足球赛 15×40（有2条腿） 正在策划中 　 　   　　机器人足球的另一个重要分支是由国际人工智能学会组织的机器人世界杯赛（RoboCup），它的比赛项目有三个：（1）小型机器人比赛（直径小于15cm），（2）中型机器人比赛（15cm<((50cm）；（3）电脑模拟比赛。它要求参赛的机器人是自主式的，其复杂程度和制作成本较高。1997年在日本举行了第1届机器人足球世界杯赛，有40多个队参加了比赛，然后每年一届。1998年第2届在法国巴黎举行，有60多个队参加了比赛。1999年第3届在瑞典的斯德哥尔摩举行。2000年的第4届，在澳大利亚的墨尔本举行,有约100个队参加了比赛。   “踢” 足球机器人  　　机器人足球是一项极具魅力的比赛，人们非常喜欢这项运动。尽管它是小场地运动，但它和台球、乒乓球一样吸引观众。有记者问：“机器人足球是体育项目还是技术项目”？我们认为，机器人足球是一项具有体育竞技魅力的高技术项目。也可以看作是一种高技术的竞技项目。 机器人足球的高技术可以概括为12个字：“实时采集、实时控制、实时行动”。这3个“实时”是机器人足球的难点之所在，也是机器人足球的魅力之所在。有记者问：“机器人足球能不能长远发展下去，会不会新鲜劲过后就销声匿迹了”？我们认为，机器人足球和其他项目一样，要想保持长胜不衰，必须坚持不断创新。一方面要提高现有项目的竞技水平，增加比赛的可观赏性；另一方面要推出新的比赛项目，显示高技术的创造性。 　　在足球机器人系统的开发过程之中，不仅要遇到机器人学、机电一体化、通讯与计算机技术等，而且还涉及图像处理，传感器数据融合，决策与对策，模糊神经网络、人工生命与智能控制等学科的内容。 　　目前人工智能领域常常遇到理论与实际脱节的问题，足球机器人的诞生，为智能系统的研究提供了一个很好的载体。一句话，机器人足球赛的是硬件、软件及基础技术。 　　除了机器人足球比赛外，其它形式的机器人比赛也很多，比如：国际奥林匹克机器人大赛，NHK国际机器人比赛等，比赛的内容非常丰富，包括：表演赛、跳远、走迷宫、相扑、打乒乓球等，这些比赛深深地吸引着机器人爱好者和大中学生，为他们提供了一个很好的寓教于乐的载体。 “科戈”机器人 　　出生于澳大利亚的罗德尼·布鲁克斯，40多岁，美国麻省理工学院人工智能实验室的教授。他喜欢离经判道，从不相信传统的成规。从80年代起，他就反对机器人必须先会思考，才能做事的信条。为了证实自己的观点，他研制出了一系列异型机器人。这些机器人没有思考能力，但却无所不能，比如能偷桌上的苏打罐，能穿越四周发烫的地面等。他的成功使他成为机器人界最有争议的人物。   机器人“科戈”  　　布鲁克斯从小就喜欢制作各种标新立异的小装置。进入福莱德大学后，他为该校唯一的一台IBM大型计算机重新编制了整个操作系统的程序。别的用户怎么也想不到，计算机怎么会突然变的具有令人不可思议的奇效。在获得该校硕士学位后，布鲁克斯又凭自己的实力考入了美国斯坦福大学。八十年代初期，布鲁克斯在麻省理工学院任初级研究员。那时人工智能研究的传统做法是先设计出各种“脑图”，以帮助机器人了解周围环境，使机器人先学会识别障碍物，再绕过障碍物。但这样做机器人往往要花很长时间去判断自己看到的东西，而且它们大多数均无法穿过陌生的空间。而布鲁克斯认为，真正的智能不能这样运作。 　　布鲁克斯认为，智能并不像假想的那样来自抽象思维，而是通过与外界接触学习之后作出的反应。只要机器人与其周围的环境进行复杂的相互作用，智能最终一定会出现。 　　最初他的计划是先从昆虫机器人做起，逐步向模仿高级动物发展，最后才是人形机器人。布鲁克斯想，只有人形机器人才能说明他的理论也适合于高级智能，于是他决定要制造出自己的人工智能型高级机器人，即现在的科戈机器人。 　　目前“科戈”的研制工作正在进行。“科戈”本身是非常复杂的，要它能通过与外界的联系获取知识，就必须尽可能地模仿人类，例如它的臂必须像人类那样具有柔顺性。 　　怎样才能把“科戈”变成一个真正的人形机器人，目前实现的目标尚不太明确。布鲁克斯和他的同事们正在借鉴幼儿的发育过程，使“科戈”由简到难，逐步学会各种本领，直到听说能力。 　　“科戈”机器人的大脑是由16个摩托罗拉68332芯片构成的，“科戈”的大脑放在与之相邻的室内，通过电缆与之相连。“科戈”最多可用250个摩托罗拉芯片。布鲁克斯准备用数字信号处理器取代部分这种芯片，用以完成特殊任务。“科戈”的大脑与人类的大脑一样，能同时处理多项任务。尽管计算机的能力给人们留下了深刻的印象，但是如果“科戈”能达到两岁儿童的智力，就算是成功了。现在“科戈”正在像婴儿一样利用自己的大脑学习“看”。“科戈”的每只眼睛由一台广角照相机和一台窄视野照相机组成。每一台照相机均可以俯仰和旋转。“科戈”首先通过广角照相机观察周围事物，然后再利用窄视野照相机近距离仔细观察事物。“科戈”的头可以像人的头一样前后左右转动。 　　布鲁克斯说：“我们试图找到一种方法，让‘科戈’自己了解这个世界。” 　　“科戈”先学会看以后，开始学习听。这些功能要一个一个地教。为此，在“科戈”的头上装上了麦克风和处理器。声音可以帮助“科戈”确定去看什么地方，机器人还可以对声音进行辨别。“科戈”已经有了头和身子，但还没有皮肤、臂和手指。现在正在为“科戈”制造第一条手臂，这只臂以全新的方式工作，每个关节都有一个弹簧，从而使“科戈”获得了柔顺性。 中国式新型农业现代化刍议 作者:刘功成 黄　敏 江泽民在十六大报告中指出：“走新型工业化道路”，“统筹城乡经济社会发展，建设现代农业，发展农村经济，增加农民收入，是全面建设小康社会的重大任务。”中国要实现现代化和社会发展首先在于农业的发展，在于农村社会的进步。从某种意义而言，农业现代化是整个国家实现现代化的前提和基础。新型的工业化需要新型的农业现代化。根据中国的历史文化传统和国情，随着经济全球化和高新技术的发展，中国的农业现代化必然是特色鲜明的中国式新型农业现代化。 农业现代化的内涵、实质及标准 农业现代化是一个相对的、动态发展的概念，它随着产业不断进步而不断丰富和发展。现代化农业是相对于传统农业而言的，农业现代化的内涵随着知识和技术的不断创新、时代的发展和经济形态的变化而不断丰富与深化。新中国建立初期，学习苏联模式，我国在恢复经济的基础上提出了初步实现农业现代化的目标，即实现四化：农业机械化、农业化学化、农业水利化、农业电气化。20世纪80年代初，我国开始实行改革开放，农业现代化的基本内涵有了发展，即实现三化：农业基础设施现代化、农业生产技术现代化、农业经营管理现代化。进入新世纪后，我国全面推进改革开放，完善市场经济新体制，整个国民经济在持续快速发展，农产品总量大幅度增加，人民生活也逐渐由温饱型转变为总体小康并向全面小康发展，人民对资源、环境问题也越来越关注，因而农业现代化的基本内涵又有了明显的新发展，即：农业经济结构现代化，农民生活消费现代化，农业基础设施现代化，农业科学技术现代化，农业经营管理现代化，农业资源环境现代化。这就把农业现代化的内涵拓展到农业资源环境和农民生活消费领域。由此可见，农业现代化的概念是相对的动态发展的，与之相适应，农业现代化的发展目标及其评价指标具有阶段性和相对性，没有终极指标。科学技术的发展，信息时代的到来，使农业和农村经济发展进入新的时期，为我国的农业现代化注入了新的内涵，同时也给我国农业带来难得的机遇。 农业现代化的实质就是把建立在直接经验和手工工具基础上的传统农业转变为以现代科学技术、先进生产资料和管理方法为基础的现代农业的过程。具体地说就是用现代科学技术，现代生产手段和设施来装备农业，用现代科学管理方法管理农业经济活动，现代科学文化知识全面武装农业生产劳动的过程，是粗放型农业向集约型农业转变的过程。同时又是保持和提高环境质量，实现可持续发展的现代农业的过程。 衡量农业现代化的标准：一是以生产力为标准，二是以农民利益为标准，两个标准缺一不可，辩证统一。就生产力而言，在于农村生产力的发展是农村经济和社会发展以及农业现代化的根本内容和本质；农村生产力的发展是农村全面发展进步的物质条件；农村生产力的发展速度及其程度是农村经济社会发展及其文明程度的客观标志。就农民利益而言，在于不可想象一个忽视农民利益或根本没有农民利益的农业现代化会调动亿万农民的积极性，会得到亿万农民的拥护和为之奋斗；农村生产力的发展，农村社会物质财富的丰富，只是农民得以实现全面发展的前提条件和必要手段，以发展农村生产力为手段，实现农民富裕和全面发展，才是农业现代化追求的最终目的；生产力标准和农民利益标准的统一，规定了中国农业现代化的价值取向。 二、走中国式新型农业现代化道路的客观历史依据 中国是一个以小农户家庭经营为基础，农业人口众多的发展中国家，农村劳动力严重过剩，耕地和水资源严重短缺，农民组织化程度低。在这样的客观条件下实施农业现代化必将与发达工业国家或新兴工业化国家的农业现代化有大的区别。 1.农学思想上的历史差异。众所周知，中国古代历来重视农业，无时无刻不把农业放在首位，应该说重农抑商是中国古代农政的精髓。中国重农思想是为政治服务的“政治农业”。与此相比，西方农业在历史上的地位却大相径庭。在西方历史上?“是否有利可图”，从来就是最被关心的问题，没有利润的农业是根本没有人经营的，农业始终是一种经济活动，即“农利论”。这种“农本论”和“农利论”，“政治农业”与“经济农业”的不同使中西农学思想有着异乎寻常的差异。 2.资源条件的差异。中国是在小农户家庭经营基础上实施的农业现代化，户均耕地不到半公顷。一些发达工业国家尤其是人少地多的国家，是在扩大农场土地规模的基础上实施农业现代化，首先表现为劳动替代型现代化。这类国家在实现工业化的进程中实现了农业劳动力的非农转移，农民变成少数或极少数，适合实行专业化大农场经营。比如，中美两国共处北半球，地理位置、气候条件和国土面积相似，但两国人均耕地资源差异相当大，美国国土面积中85％是平原，1／5是耕地，1／4是草地，1／3是林地，可供开发利用的土地占国土面积的35％，美国人均耕地、草原和森林面积分别是我国的9倍、3．5倍、10．2倍；[1]日本人均耕地虽少于中国，但每个农业劳动力的耕地远远高于中国。中国在资源条件上尤其地理环境上与一些新兴的工业化国家也有一定的差异。比如：新加坡虽然自然资源十分缺乏，但其地理位置优越，交通和通信四通八达，具有开展国际商品集散、信息交流的特殊地理和交通优势，其经济实行完全开放，在自由贸易、自由竞争条件下形成了一种特殊形态的农业。新加坡从一开始集约农业就很高，而今已跨向高科技、园林化的开放性农业。 3.时代背景的差异。我国的农业现代化目前所处的时代背景与发达国家农业现代化当时所处的时代背景很不相同。我国农业现代化所处的国际环境是在现代科学技术相当成熟的时代，是在现代生物工程技术走向产业化，信息化技术迅速发展，全球日益重视合理利用农业资源和保护生态环境，并要求实施可持续发展战略的背景下建设农业现代化。而过去发达工业国家农业现代化所处的环境，是在探索寻找现代技术的工业化，探索运用现代技术的工业来装备农业，以工业化大机器替代手工劳动和简单的手工农具的时期，在基本没有现代信息技术和现代生物工程技术，以及现代石油工业带来严重环境污染、自然资源过度消耗和环境遭受严重破坏的背景下建设农业现代化。 4.农业技术体系差异。西方农业是由古代单一种植的粗放农业发展起来的，东方农业则是从古代间作复种的劳动集约农业发展而来的农业。西方的是休耕农业，而东方的是集约农业。正如日本学者所说，当前休闲农业最发达的代表是美国，而集约农业最发达的代表则是中国。非常明显，劳动集约经营在不增大耕地面积的条件下，通过提高耕地的生产能力，就可以养活更多的人口，这就是集约农业的最大特点。 5.基本国情存在差异。发达工业国家或者新兴工业化国家的农业基本上形成了规模较好、区域化和专业化的农业产业格局。农业技术水平先进，商品化程度高，产业链完整有序，农业劳动力素质高，劳动生产率高。比如，以美国为代表的西方发达国家，农业劳动力只占其总人口的2％左右，相当于我国的1％，且农业劳动力中60％具有大学文化水平。以韩国为例的新兴工业国家，在农业经营规模上虽与我国接近，但新村运动——通过改变农村面貌，建设新农村，提高农民思想素质，培养、勉励、自强、团结、奉献的新农民来促进农村的发展的运动能在农村蓬勃开展，并得到政府大力支持，而我国农村存在农民素质普遍不高，农村组织化程度底等客观现实。此外在政府财力、农民组织化程度等方面我国与其他国家有所不同，这些方面的巨大差异表明我国的农业现代化既不同于发达工业国家和新兴工业化国家的农业现代化，又不同于一些发展中国家正在探索的农业现代化，而必须是中国式的新型农业现代化。 三、中国式新型农业现代化的发展路径及模式 中国式新型农业现代化是科学化的农业，是当代科学技术在农业生产上综合应用的结晶。其核心是科学化，特征是商品化，方向是集约化。中国式新兴农业现代化的发展道路，必须结合当前中国农业的具体情况，有选择地学习外国先进经验，有针对性地发扬、继承传统农业的精华，使之与现代科学技术有机地结合在一起，走出有中国特色的农业现代化新道路。 1.从劳动密集型向科学技术密集型发展，是实现中国新型农业现代化的重要途径。未来中国农业技术发展的方向，应继续走“集约经营”、“精耕细作”的道路。但集约经营与传统农业不同的是，劳动力集约只是其中的一个方面，更重要的是强调知识集约和技术集约，走依靠科学技术进步为支柱的农业现代化道路，用现代科学技术武装农业。普及电子计算机在农业领域的应用，实现农业活动的智能化。如，作物品种资源的研究，为了充分有效地利用作物品种资源，利用计算机加强计算机物质资源遗传评估，同时准确迅速地向育种工作者和农业部门提供系统的种子及其基本属性的档案资料。在作物栽培方面，可将作物在生理生态的计算机模拟技术与作物栽培的优化决策理论相结合，寻求作物栽培最佳实施方案。同样在农业宏观管理上，使用计算机进行统计分析，可以收到准确的预测和预报效果。另外在农业布局、农业区域规划、农产品产量与质量分析、农业生产经济效益分析、农业咨询服务等方面也可以利用计算机进行准确、有效的管理。生物技术的发展给农业生产带来了新的生机，使农作物生产产生奇迹。美国科学家预计，到2010年以生物技术为主的增产措施，将提供世界农产品增长量的六分之五，而只有六分之一的增长来自耕地……。[2]航天技术在农业领域的应用有助于观测数据的准确性等。核技术则可创造农作物遗传资源，以及选育良种。同位素示踪技术可利用来改良土壤，防治病虫和保护环境等。农业技术进步的核心是将科学研究所创造的技术应用于农业生产过程，形成现实的农业生产力。加快农业科技产业化和科技成果转化，实现科技与经济的融合，是我国农业经济增长方式转变的关键。农业的发展，中国式新型农业现代化的实现，最终要依靠科学技术解决问题，因此要大力发展农业科教事业：政府要在加大科研投入力度的同时确定好科技发展的目标，如发展节水技术、生物技术及基因遗传工程，微生物酶技术和秸秆高效利用等；在技术创新过程中强调农科教与产学研相结合，形成万众一心，共攻难关；加快科技体制改革步伐，要充分利用政府行为和市场机制相结合的方式，诱导和激发内在动力，使农业技术供需两旺；加强农业技术进步政策研究，在农业科研、教育推广方面要有新的激励、保护政策；把科技进步同人的文化素质提高结合起来，加强人才培养，从根本上解决科技进步问题。 2.实现农业的信息化是实现中国式新型农业现代化的重要手段。农业信息化就是在农业消费领域全面地发展和应用现代信息技术，使之渗透到农业生产、交换、市场、分配、消费以及农村经济发展的各个具体环节中，从而极大地提高农业生产效率和农业生产水平。没有农业的信息化，就没有国民经济的信息化，也就没有整个社会的信息化。当前，我国要在人均不足0．1公顷的耕地上解决13亿人口对农产品的需求问题，根本出路在于以科学技术和信息及其物化了的设备工具和生产资料来武装农业，使之在有限的土地上大幅度地提高生产率，所以推进农业信息化将给我国农业带来难得的机遇，提高农业的整体水平。在中国，分散农户面对城乡千变万化的大市场，信息来源少，沟通上有很多不利，进而从生产到消费产生恶性循环，城乡出现买难卖难，各环节流通受阻，发展失调，因此，信息技术是实现新型农业现代化的关键。信息技术是当今发展最快的高新技术，但就信息技术本身来讲，它只是一种工具，并不能替代其他产业，只有和其他产业相结合，才能够真正成为传统产业发展的倍增器。改革开放也给我国信息产业发展创造了机遇，使我们能够迎头赶上国际信息产业发展的巨大潮流。由于信息的广延性和通用性，使信息化给各行各业提供了发展新机遇，利用信息产业的发展去武装我国农业，就可以为我国农业注入新的技术活力，使我国农业得到超常的发展。农业信息化主要包括：农业环境信息化，如气候预报，病虫害测报；农业经营信息化，如农产品交易信息；农业技术信息化，如精确的农业作物栽培信息。此外还包括农业教育信息化，农业生产资料市场的信息化等等。 要推进农业信息化，就必须把农业信息当作一项产业来发展。信息技术在农业上的应用，一方面可以使农业生产效率大幅度提高；另一方面，农业信息本身也可以被当作产业来发展。所以，农业信息化建设决不仅限于信息网建设，它可以带动农业信息硬件、软件建设，还可以拉动农业信息服务，农业信息的搜集、加工、处理、分析，以及农业信息中介、网上农科教育、网上农产品交易、网上结算、定单农业、物流配送等一系列农业生产、流通活动，既可以创造出一大批就业机会，又可以真正通过信息化提高农业现代化水平，提高农业整体效益。 农业信息化是一个全面、完备的系统，我国是个发展中国家，农业信息化建设不可能一下子全面铺开，必须有重点地逐步推进。在战略上，应以政府信息化为先导，企业信息化为基础，农户信息化为方向。在合作方面，纵向上中央要加强对信息化的统一领导，各地区要根据中央的要求，因地制宜实行本地区的信息化；横向上要建立相应的协调机构，如农业行政、农业科研、农业教育、邮电通信等等的密切协作。 3.推动农业经营产业化是中国式新型农业现代化的发展方向。农民一家一户的分散经营，不可能像工业集团那样对经济信息准确把握，往往凭往年价格或仿效别人什么东西赚钱，就一哄而上，随后产生卖难，价格下跌，导致给农民和社会资源带来很大的损失。一些商贸企业和个体运销户，既是市场波动的受害者，也是产品紧缺时争购，产品过剩时歇业或压价收购，推动波动的力量，他们往往对农户起到了经营信息误导作用。这就客观上要求中国必须走农业产业化经营的道路。农业产业化是以市场为导向，以资源为优势，以效益为中心，以利益为纽带，引导农户进入市场的中间组织，革新原有涉农企事业组织，农户与涉农加工、流通、服务企业（组织）按市场机制沟通，实行经济上或组织上的自愿组合和协作，将计划体制下被分割的农业产前、产中、产后环节，整合为完整的产业体系，实现种养加、产供销、贸工农一体化经营，在市场经济与集约化经营条件下与第二、三产业联结在一起形成有机结合，相互促进的新的发展机制。建立农户与经销组织的经济联系，通过中间组织包括加工、流通企业，掌握市场信息，使农民的生产围绕市场需要进行，对发展农村经济，增加农户收入的作用是不言而喻的。 实现农业经营产业化，就必须根据我国农村改革实际和农业发展客观现实，从以下几个方面入手切实解决问题：首先，政府在政策上，除了向农民提供各种经济鼓励措施，服务设施以外，还必须营造一种政策环境和制度环境，理顺管理体制，清除体制障碍，弱化条块分割，以促进农业产业链中诸环节走向一体化。其次，开发特色产品，发展龙头企业是农业产业化的关键环节。龙头企业是农业产业化之桥，龙头企业指基础雄厚、辐射面广、带动力强的企业或集团，它具有开拓市场、引导生产、深度加工、提供服务等综合功能，在推进农业产业化经营中起着沟通农商和消费者的桥梁纽带作用。“牵牛要牵牛鼻子”，发展龙头企业对于解决农业和农村经济发展中的一系列深层次矛盾，推动农业产业化进程，促进农村经济发展具有重要作用。再次，开拓市场、搞活流通是推动农业产业化的必要手段，目前农产品流通渠道不畅是农业产业化的主要制约因素，只有开拓市场、搞活流通，才可以使企业扩大规模、打出品牌、提高效益，从而有效推动农业产业化。 4.引导农村劳动力合理有序流动，是实现中国式农业现代化的必然要求。根据著名的“配第——克拉克定律”可知：随着经济的发展，国民收入水平的提高，农业剩余劳动力首先由第一产业向第二产业转移，[3]其次向第三产业转移。农业剩余劳动力向非农业转移，是各国经济发展特别是现代化进程中的必经阶段。改革开放20多年来，我国农村剩余劳动力的转移，主要采取“离土不离乡”的方式发展乡镇企业，取得了很大的进展。但现在这种转移已趋减缓，在全国没有根本改变大量劳动力滞留农村的状况。农村剩余劳动力有增无减，就业形势依然严峻，若无重大举措，到2015年，将由现在的1．5亿增加到2．5亿。而国民经济的增长有赖于农村剩余劳动力的根本性转移。以确定是“城市人”还是“农村人”为标志的城乡二元户籍制度，是实现农村居民向非农转移的最大体制障碍。应当逐步在全国实行统一居民身份的一元户籍制度，在政策上对城市或农村居民一视同仁，使其具有同等的生存或发展权利。有研究证明，今后20年，如果农村农民劳动力转移的障碍被逐渐拆除，达到城市居民和农村农民收入水平大致均衡，则劳动力部门间转移可以对国内生产总值的年均增长率贡献1－2个百分点。[4]我国实现农村剩余劳动力顺利转移的战略思路是：加快步伐，振兴经济；深化改革，创新机制；统筹兼顾，合理布局；加大投入，开拓市场；切实调整，优化结构；强化培训，提高素质；广开门路，推进转移。必须全面启动综合的宏观调控手段，积极培育大容量劳动力就业载体，重点是对启动投入机制，尤其是长期建设的投入机制，并给予政策保障和扶持。将就业纳入政府宏观经济决策的重要目标，把农民就业纳入国民经济和社会发展的总战略加以部署，把农民的转移就业率作为政府工作业绩的考核指标。下决心加大对农村劳动力的培训，当前留在农村的劳动力与城市的居民和走出去的农民素质相差甚远，制约了劳动力向外的进一步转移。今后要努力改变农村文化素质现状，通过各种渠道及现有的各种教育设施，大力提倡并积极推行学历文凭和职业培训资格证书并重的劳动用工制度，制定岗位培训标准，使各类岗位培训制度化、规范化、科学化。 加快农村劳动力转移，既可充分发挥农村劳动力主力军作用，稳定社会秩序，又可大大提高国内生产总值的年均增长率。我国有着丰富的劳动力资源，这些劳动力又主要在农村，属于低收入阶层。若促使农业中隐性失业的劳动力不断注入工业，将大大降低工业化的成本，成为资本积累和工业扩张的动力源泉。农业富余劳动力转入工业，有利于提高我国劳动密集产品在国际市场上的竞争力，先进技术与劳动密集产业的结合，既有利于进一步扩大我国农产品的世界市场份额，又有利于吸收外国资本，使国外劳动密集与技术密集相结合的产业向我国转移。加之我国农村劳动力作为低收入阶层转入非农产业增加的收入，多用于消费，会有力推动国内市场购买力的扩张，拉动经济增长。 农业现代化是运用现代科技、现代管理，合理开发、配置、使用要素资源，优化市场和生态环境，实现农业高产、优质、高效和可持续发展的过程。加快农业现代化建设，应坚持从实际出发，因地制宜的原则，不能一刀切。我们必须坚持大胆实践与积极引导相结合的原则，贯彻“立足本国国情，借鉴国际经验，着眼市场需求，实施分类指导，主攻薄弱环节，创新体制机制，治理生态环境，确保持续发展”的工作方针。必须坚持以改革促进发展的原则，创建适应农业现代化建设的新体制、新机制。时代不断赋予农业现代化新的内涵，随着信息时代的来临，高新科技迅猛发展，我国农业现代化的建设迎来了难得的机遇，我们必须抓住机遇，促进当今信息技术与传统农业相结合，提高传统农业的现代化水平，促进我国农业的跨越式发展。