吳華瑞

（北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心，北京 100097）

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械替代了人力與耕牛，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平顯著提升，而將智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，將進(jìn)一步幫助農(nóng)民實現(xiàn)更加輕松、更加精準(zhǔn)、高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。近年來，各種新型農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備不斷涌現(xiàn)，如播種機(jī)、嫁接機(jī)、移栽機(jī)、植保機(jī)等，信息化、自動化水平也在日益提升，極大地提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作業(yè)效率與質(zhì)量。同工業(yè)等其他領(lǐng)域應(yīng)用相比，農(nóng)業(yè)機(jī)具工作環(huán)境多變，以非結(jié)構(gòu)環(huán)境為主，工作任務(wù)具有極大的挑戰(zhàn)性；因此，智能化發(fā)展成為農(nóng)機(jī)裝備未來發(fā)展的重要方向。

本文以蔬菜智能化生產(chǎn)為窗口，展示感知識別、機(jī)器視覺、無人駕駛、智能決策、安全控制、柔性作業(yè)等信息化、智能化技術(shù)在智能農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的最新研究成果，涉及耕地、起壟、移栽、植保、收獲等蔬菜生產(chǎn)流程主要環(huán)節(jié)，這是人工智能技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合的集中體現(xiàn)，是智能農(nóng)機(jī)在蔬菜全流程生產(chǎn)應(yīng)用中的全新探索。相信在不久的將來，將形成以智能農(nóng)機(jī)為主要形態(tài)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)為核心、人機(jī)物智能高效協(xié)作的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新模式，引領(lǐng)中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、高質(zhì)量發(fā)展。

農(nóng)業(yè)4.0與智能農(nóng)機(jī)

智能農(nóng)機(jī)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化的重要一環(huán)，是發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵點之一，而智慧農(nóng)業(yè)是以信息和知識為生產(chǎn)要素，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、智能裝備等智能信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度跨界融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、定量決策、智能診斷控制、精準(zhǔn)投入、災(zāi)害預(yù)警和工廠化生產(chǎn)等的全新生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級階段，是繼傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)1.0）、機(jī)械化農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)2.0）、生物農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)3.0）之后，智慧農(nóng)業(yè)（農(nóng)業(yè)4.0）的核心內(nèi)容（圖1）。農(nóng)業(yè)1.0主要是指以人力和畜力為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)2.0是指以拖拉機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械為代表的機(jī)械化農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)3.0是指以有機(jī)肥、生物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)為代表的生物農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)4.0指的是以信息知識為要素，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能和機(jī)器人等技術(shù)為特征的智慧農(nóng)業(yè)。智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合后的全新產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)，而智能農(nóng)機(jī)裝備是其中最重要的組成部分。

自20世紀(jì)90年代美國將全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械上起，農(nóng)業(yè)機(jī)械就開啟了信息化、智能化的轉(zhuǎn)變之路。通過在農(nóng)機(jī)上集成多種類型的傳感器、控制器，增加了農(nóng)機(jī)對周邊環(huán)境、作物以及農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)的實時感知能力，提高了農(nóng)機(jī)作業(yè)的自動化、智能化程度，降低了對操作人員的數(shù)量要求。相比傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)，智能農(nóng)機(jī)具有以下優(yōu)點：

一是功能強(qiáng)大、作業(yè)質(zhì)量高。智能化農(nóng)機(jī)在進(jìn)行耕作、收獲、灌溉和病蟲害防治等作業(yè)的同時，還能采集土壤、農(nóng)作物產(chǎn)量等信息，并根據(jù)環(huán)境、作物的具體情況，實時調(diào)整作業(yè)方式，以進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的精細(xì)化水平。

二是勞動強(qiáng)度低，作業(yè)效率高。由于智能農(nóng)機(jī)能根據(jù)作業(yè)需求變化自動調(diào)整、控制，減少所需的人工干預(yù)操作，大大降低了勞動強(qiáng)度。一個人可通過計算機(jī)同時控制幾臺智能化農(nóng)機(jī)、完成不同作業(yè)，因而作業(yè)效率很高。

三是安全性好、可靠性高。智能農(nóng)機(jī)集成了多種類型的傳感器實時監(jiān)測環(huán)境、作業(yè)情況與農(nóng)機(jī)工況，因而其安全性和可靠性較傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)更高。

四是節(jié)能、環(huán)保。智能化農(nóng)機(jī)采用精準(zhǔn)作業(yè)方式，可提高作業(yè)效率，實現(xiàn)按需定量澆水、施肥、打藥，能大幅度提高水、肥、藥利用率，避免浪費(fèi)，減少環(huán)境污染。

智能農(nóng)機(jī)助力蔬菜生產(chǎn)全程智能化

中國是世界上最大的蔬菜生產(chǎn)、消費(fèi)國，蔬菜種植面積達(dá)2 33萬hm2，產(chǎn)量約為7.22億t。但與之相對應(yīng)的是水、肥、藥過量投入，人力成本不斷攀升、用工難等問題。有報道顯示，中國蔬菜生產(chǎn)的水、肥、藥投入分別是發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)的2倍、3倍和5倍；蔬菜生產(chǎn)中，人力成本約占生產(chǎn)總成本的70%；同時，蔬菜從業(yè)人口結(jié)構(gòu)性短缺和老齡化問題日趨嚴(yán)重，這些問題都制約了中國蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展，智能農(nóng)機(jī)裝備則是解決中國目前“誰來種地，如何種好地”的關(guān)鍵。

以智能農(nóng)機(jī)為核心的無人化作業(yè)技術(shù)是改變傳統(tǒng)蔬菜產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式，提高生產(chǎn)效率，引領(lǐng)蔬菜產(chǎn)業(yè)全面現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級的重要技術(shù)手段。露地蔬菜智能無人化生產(chǎn)技術(shù)裝備的創(chuàng)制是現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合的高階集成應(yīng)用，涉及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、多傳感器融合、環(huán)境感知、自主路徑規(guī)劃、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合等多方面技術(shù)。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心團(tuán)隊研發(fā)了以農(nóng)機(jī)無人駕駛控制系統(tǒng)為核心的智能農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備集群，建立了全程技術(shù)解決方案，以露地甘藍(lán)、辣椒等大宗蔬菜為對象，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了覆蓋平整地、起壟、移栽、水肥、植保和收獲等環(huán)節(jié)的智能化無人作業(yè)。

農(nóng)機(jī)無人駕駛控制系統(tǒng)

農(nóng)機(jī)無人駕駛與機(jī)具作業(yè)控制是露地蔬菜無人化作業(yè)的核心，不同于傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的簡單直線軌跡控制，農(nóng)機(jī)無人駕駛控制系統(tǒng)通過集成GPS/北斗雙模高精度定位導(dǎo)航功能和多類型的感知模塊，創(chuàng)新了作業(yè)路徑規(guī)劃、機(jī)具協(xié)同控制、多機(jī)集群協(xié)作等方法，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、掉頭、自動出入壟、機(jī)具起落啟停等復(fù)雜作業(yè)控制，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的田間作業(yè)效率和質(zhì)量、降低駕駛?cè)藛T的勞動強(qiáng)度與作業(yè)能耗，促進(jìn)實現(xiàn)高效、綠色的蔬菜生產(chǎn)。

農(nóng)機(jī)無人駕駛控制系統(tǒng)（圖2）由檢測單元、控制單元、執(zhí)行單元及監(jiān)控單元4部分組成，在現(xiàn)有農(nóng)機(jī)衛(wèi)星導(dǎo)航框架的基礎(chǔ)上，主要根據(jù)GPS/北斗衛(wèi)星定位確定導(dǎo)航作業(yè)軌跡，輔以激光雷達(dá)、紅外雷達(dá)、雙目視覺相機(jī)等實現(xiàn)田間的循跡作業(yè)?？筛鶕?jù)地塊、農(nóng)藝等動態(tài)生成無人作業(yè)方案，支持套耕法、梭形耕法等多種耕作方式，用戶可選擇適宜方式減少機(jī)耕道寬度與作業(yè)距離，提高土地利用率，降低油耗。自主導(dǎo)航農(nóng)機(jī)作業(yè)可以提高耕地利用率5%～10%；提高作業(yè)精度，將直線行走誤差控制在2.5 cm以內(nèi)；提高農(nóng)機(jī)作業(yè)效率30%～50%；降低機(jī)手的勞動強(qiáng)度60%。系統(tǒng)集成多源傳感器融合、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)對地頭邊界特性、障礙物的種類和危險程度進(jìn)行更準(zhǔn)確的分類識別，提供路徑規(guī)劃、作業(yè)控制、軌跡跟蹤、路線糾偏、姿態(tài)優(yōu)化等基礎(chǔ)服務(wù)，實現(xiàn)農(nóng)機(jī)具靈活接入、作業(yè)參數(shù)調(diào)優(yōu)配置和監(jiān)測控制，并合理規(guī)劃作業(yè)及避障路線與控制車輛自主行進(jìn)速度，以保障人機(jī)作業(yè)安全。

圖2 農(nóng)機(jī)無人駕駛控制系統(tǒng)

蔬菜生產(chǎn)智能農(nóng)機(jī)管理平臺

以露地蔬菜智能農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備為基礎(chǔ)，圍繞蔬菜生產(chǎn)的耕整地、起壟/移栽、植保、灌溉施肥、收獲等關(guān)鍵環(huán)節(jié)農(nóng)機(jī)作業(yè)管理需求，研發(fā)構(gòu)建蔬菜生產(chǎn)智能農(nóng)機(jī)管理平臺，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)驅(qū)動的蔬菜智能化無人作業(yè)決策管控。構(gòu)建氣象、土壤、基肥、病害、農(nóng)機(jī)、市場等蔬菜生產(chǎn)底數(shù)資源池，利用環(huán)境調(diào)優(yōu)控制、病蟲害智能診斷、營養(yǎng)狀況分析、施藥配方生成、植保作業(yè)路徑規(guī)劃、采收量規(guī)劃等模型方法，制定蔬菜不同品種、不同氣候條件、不同生長階段的適宜生產(chǎn)管理方案，形成種植規(guī)劃、不同作業(yè)環(huán)節(jié)農(nóng)機(jī)匹配選擇以及作業(yè)路徑規(guī)劃等執(zhí)行方案，并向智能農(nóng)機(jī)作業(yè)裝備集群下達(dá)作業(yè)控制指令，實現(xiàn)蔬菜生產(chǎn)全流程智能化預(yù)警、分析、決策以及智能裝備自動配置與精細(xì)化參數(shù)調(diào)優(yōu)作業(yè)。

隨著蔬菜智能農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備的不斷發(fā)展，如何采用信息化智能化的手段，對不同類型的智能農(nóng)機(jī)裝備以及作業(yè)全過程進(jìn)行有效地追蹤與管理的需求日益迫切。通過智能農(nóng)機(jī)管理平臺匯集農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)，并對獲得信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，將單一的管控模式轉(zhuǎn)換為以大數(shù)據(jù)為依據(jù)、以信息服務(wù)為手段的智能作業(yè)監(jiān)管模式。目前蔬菜智能農(nóng)機(jī)管理平臺均采用機(jī)載終端和云平臺結(jié)合的應(yīng)用模式。機(jī)載數(shù)據(jù)采集終端包括多種關(guān)鍵作業(yè)狀態(tài)信息傳感器和移動數(shù)據(jù)通信模塊，所采集的作業(yè)高度、流量、飛行速度等信息可直接通過公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳至云端平臺。通過大數(shù)據(jù)與人工智能方法，挖掘分析得出作業(yè)量、病蟲害類型、作業(yè)質(zhì)量、水肥施用量等農(nóng)情農(nóng)事信息；同時，對農(nóng)作物長勢、病蟲害發(fā)生趨勢、藥劑使用綜合效果、種植面積變化趨勢、產(chǎn)量等信息進(jìn)行動態(tài)的預(yù)測；此外，平臺還可以綜合多源數(shù)據(jù)生成作業(yè)路徑規(guī)劃、肥藥施用處方等農(nóng)機(jī)作業(yè)決策結(jié)果，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和管理人員提供技術(shù)支撐，提高作業(yè)服務(wù)決策的智能化水平。

露地蔬菜全程無人化智能作業(yè)

◎ 露地蔬菜智能化平整地

土地平整度對于灌溉、排澇以及農(nóng)機(jī)作業(yè)等有著較大的影響，良好的土地平整度是保證農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量、排澇保墑的重要基礎(chǔ)條件，也可以節(jié)約灌溉用水與肥料施用量。露地蔬菜智能化平地作業(yè)首先對地塊平整度進(jìn)行測量，生成地塊高程圖，并根據(jù)地塊地勢現(xiàn)狀確定平地作業(yè)方案，總體上作業(yè)行進(jìn)方向由高處往低處走。智能化平地作業(yè)采用多次逼近式逐步實現(xiàn)地塊平整。平地作業(yè)前后的土地平整度數(shù)據(jù)如圖3所示，對比平地前數(shù)據(jù)，平地作業(yè)在保持坡度的同時，縮小了地塊的高程落差，達(dá)到了較好的平地效果。通過田間、裝備、作業(yè)情況反饋交互，實現(xiàn)蔬菜地塊高精準(zhǔn)度自動整平、土壤結(jié)構(gòu)與作物生長條件改善，滿足蔬菜種植、農(nóng)機(jī)作業(yè)與水肥一體灌溉對土地平整度的標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖3 昌平小湯山基地平地作業(yè)效果對比

深松和旋耕可以提高土壤的疏松度，是土地整理的重要環(huán)節(jié)，而且旋耕作業(yè)可將土壤與肥料混合均勻，降低土壤顆粒度、提高土壤肥力。無人深松旋耕環(huán)節(jié)采用5G＋北斗聯(lián)合定位實現(xiàn)高精度農(nóng)機(jī)導(dǎo)航定位，創(chuàng)新邊界自適應(yīng)的魚尾掉頭路線，可以進(jìn)一步提高耕地作業(yè)效率。集成激光/紅外雷達(dá)、雙目視覺等感知模塊實現(xiàn)智能避障啟停，保證耕地連續(xù)作業(yè)安全。

構(gòu)建了基于激光雷達(dá)的農(nóng)田環(huán)境信息采集系統(tǒng)（圖4），通過對點云數(shù)據(jù)偏差進(jìn)行機(jī)具姿態(tài)補(bǔ)償、配準(zhǔn)，提高了機(jī)具障礙物識別和提取的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。由于激光雷達(dá)費(fèi)用相對較高，一定程度上限制了其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。隨著中國國產(chǎn)激光雷達(dá)性能提升和成本降低，激光雷達(dá)有望成為智能農(nóng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化裝備。機(jī)器視覺相較于激光雷達(dá)硬件成本較低，科研人員提出了基于光照不變特征的土壤、蔬菜作物壟行線獲取方法，實現(xiàn)了復(fù)雜光照條件下，對土壤、障礙物、地塊邊界等的識別達(dá)到較高精度。

圖4 智能農(nóng)機(jī)激光雷達(dá)點云

針對傳統(tǒng)人工耕地作業(yè)耕地區(qū)域覆蓋不全以及耕深質(zhì)量監(jiān)測困難等問題，研發(fā)了深松監(jiān)測設(shè)備對耕地作業(yè)軌跡與耕深進(jìn)行實時監(jiān)測，采用衛(wèi)星定位、角度感知等多傳感器融合技術(shù)實現(xiàn)耕地作業(yè)軌跡追蹤、耕深實時顯示、面積自動計量等功能。系統(tǒng)已通過72 h連續(xù)不間斷耕地作業(yè)測試，極大地降低了耕地環(huán)節(jié)的人力消耗。

◎ 露地蔬菜智能化起壟移栽

起壟在蔬菜種植中，尤其是春茬種植時可以起到提高地溫、防澇等作用，起壟作業(yè)要求壟線要直，壟行直線度好既有利于后續(xù)環(huán)節(jié)的農(nóng)機(jī)作業(yè)，也保證了較高的土地利用率。在起壟/移栽作業(yè)環(huán)節(jié)，集成農(nóng)機(jī)自主導(dǎo)航駕駛、軌跡監(jiān)測、圖像采集等技術(shù)裝備，實現(xiàn)起壟、移栽智能化人機(jī)協(xié)作與標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

智能化無人起壟作業(yè)通過精準(zhǔn)導(dǎo)航控制保證壟行直線度，最大偏差小于2 cm，避免土地浪費(fèi)，提高種植標(biāo)準(zhǔn)化水平，同時穩(wěn)定的起壟作業(yè)速度也保證了起壟質(zhì)量，壟面平整、壟間距穩(wěn)定，整體作業(yè)質(zhì)量的一致性好，規(guī)劃路徑軌跡可以直接用于移栽作業(yè)，提高作業(yè)效率，十分適宜大規(guī)模露地蔬菜種植作業(yè)。系統(tǒng)創(chuàng)新差分軌跡糾偏和農(nóng)具控制方法，無人駕駛出入壟農(nóng)機(jī)調(diào)頭與農(nóng)具起落控制，保證壟直與壟形效果（圖5）。系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候24 h連續(xù)不間斷作業(yè)，將農(nóng)機(jī)手從高強(qiáng)度工作中解放出來，平均起壟效率達(dá)3 500 m2/h，無人起壟作業(yè)全過程無需人工干預(yù)，作業(yè)效率高、質(zhì)量好，連續(xù)全天候作業(yè)能力強(qiáng)，提高了起壟作業(yè)效率、質(zhì)量與安全性，極大地減輕了起壟環(huán)節(jié)的作業(yè)難度。

圖5 無人駕駛起壟作業(yè)效果

移栽是決定甘藍(lán)等蔬菜生長的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前蔬菜移栽多以人工栽植方式為主，不僅效率低，勞動強(qiáng)度大，且大規(guī)模種植時移栽株距、深淺度和秧苗姿態(tài)等均存在一致性差的問題，不但會影響整體種植密度，也無法開展機(jī)械化采收作業(yè)。智能化無人移栽作業(yè)涉及因素與關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)多，壟行直線度控制與起壟、采收作業(yè)效率緊密相關(guān)，對農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、人工協(xié)同配合度要求高。要實現(xiàn)智能化移栽，應(yīng)該綜合地塊情況、種植農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)具等因素，確定種植規(guī)劃；再根據(jù)總體種植密度要求，結(jié)合農(nóng)機(jī)行進(jìn)速度、人工投苗頻率等對株行距等進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

智能化無人移栽作業(yè)優(yōu)勢明顯：智能化無人移栽作業(yè)以起壟軌跡為底數(shù)，嚴(yán)格對齊壟線路徑，不壓壟, 保證移栽質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化程度；機(jī)械手自動取苗、分苗、投苗，實現(xiàn)了全自動的蔬菜無人移栽作業(yè)；創(chuàng)新了無人化移栽全息監(jiān)測技術(shù)，研發(fā)漏苗率監(jiān)測、苗壟對行等技術(shù)，動態(tài)調(diào)整作業(yè)行進(jìn)速度，提高無人化作業(yè)的機(jī)具動態(tài)適配與協(xié)同作業(yè)控制，降低漏苗率；無人化移栽直線度好，行齊壟直，可以保證蔬菜生產(chǎn)全程智能化無人作業(yè)；無人化移栽作業(yè)效率2 334.5 m2/h，是人工移栽效率（667 m2/（人·d））的28倍；采用機(jī)器視覺等技術(shù)進(jìn)行漏苗、重栽、裸根等移栽質(zhì)量的數(shù)字化評估，同時匹配人工投苗、漏苗數(shù)據(jù)，綜合確定改進(jìn)方案，提高“農(nóng)機(jī)—農(nóng)藝—人員”的適配度。

◎ 露地蔬菜智能化水肥一體灌溉

蔬菜較糧食作物而言，對水肥的需用量較大，不適宜的水肥策略會導(dǎo)致病蟲害易發(fā)、多發(fā)。傳統(tǒng)人工水、肥、藥施用不但費(fèi)時、費(fèi)力，而撒施、漫灌等粗放管理方式易造成資源浪費(fèi)，且農(nóng)藥化肥的過量使用也是農(nóng)業(yè)面源污染的源頭。目前水肥一體化已經(jīng)普遍應(yīng)用，但在水肥配比、用量方面仍以經(jīng)驗式、周期式等粗放管理方式為主。

蔬菜智能化水肥一體灌溉系統(tǒng)（圖6）包括執(zhí)行部分和感知部分，執(zhí)行部分包括首部、出水口、干管、支管、滴灌帶等，感知部分包括氣象站、土壤墑情監(jiān)測站、流量計等。出水口采用電動控制閥控制，根據(jù)土壤不同表層墑情，自動澆水施肥。通過田間部署的氣象、墑情傳感器實時監(jiān)測地塊土壤水分信息，根據(jù)田間持水量比例智能決策灌溉時機(jī)、灌溉量等，集成灌溉控制器、無線電磁閥等設(shè)備，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時灌溉控制。另外，研制的8通道陣列式水肥一體機(jī)實現(xiàn)了肥液精確配比、多通道路流量控制和按需灌溉，提供了從管路規(guī)劃、氣象墑情監(jiān)測、自動灌溉決策控制到精準(zhǔn)灌溉計量的成套解決方案，實現(xiàn)了灌溉時間、灌溉水量的智能化遠(yuǎn)程管理。系統(tǒng)根據(jù)田間實時數(shù)據(jù)、生育期、天氣情況等進(jìn)行綜合灌溉決策與灌溉方案調(diào)整，支持通過web或APP端遠(yuǎn)程控制與參數(shù)配置決策參數(shù)、灌溉計劃，也可以查看灌溉設(shè)備狀態(tài)歷史灌溉信息，實現(xiàn)蔬菜水肥的按需灌溉。形成了“土壤含水量＋蒸散量＋作物長勢”的綜合決策方式，通過彭曼公式計算參考作物需水量，結(jié)合作物長勢參數(shù)，計算蔬菜不同時刻需水量，選取不同耕深的土壤墑情值，轉(zhuǎn)換為田間持水百分比控制方式執(zhí)行灌溉。通過參數(shù)調(diào)節(jié)，模型可根據(jù)品種、生育期、氣象、土壤等條件，實現(xiàn)蔬菜水肥的按需灌溉，節(jié)水節(jié)肥，減少環(huán)境污染。遠(yuǎn)程智能化灌溉控制也減少了人力投入，系統(tǒng)精確記錄澆水、施肥、打藥時間與頻次，比傳統(tǒng)人工管理方式更加科學(xué)可信，保證了蔬菜質(zhì)量安全。

圖6 智能化水肥灌溉管控系統(tǒng)

◎ 露地蔬菜智能化植保

通過無人機(jī)、智能植保機(jī)器人等進(jìn)行打藥，降低勞動強(qiáng)度，在極大地提高植保作業(yè)效率的同時，也避免了人工打藥不均勻現(xiàn)象的出現(xiàn)，還從根本上杜絕了農(nóng)藥對生產(chǎn)人員的傷害，改善了農(nóng)民工作條件。

近年來，農(nóng)用無人機(jī)發(fā)展迅速，主要用于圖像、遙感影像數(shù)據(jù)采集與飛防植保，無人機(jī)可以方便、快捷地采集圖像、近紅外、光譜遙感等數(shù)據(jù)?；诓杉牡貕K遙感數(shù)據(jù)、無人機(jī)影像、田間圖像和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析確定植保作業(yè)方案，根據(jù)田間蟲情實時數(shù)據(jù)和多光譜圖像分析數(shù)據(jù)，結(jié)合生育期、天氣情況等進(jìn)行病蟲害施藥、草害施藥決策與方案調(diào)整，根據(jù)病蟲害和草害的發(fā)生等級規(guī)劃施藥路徑和施藥量。蔬菜智能化植保系統(tǒng)利用無人機(jī)平臺搭載施藥裝置，對蔬菜進(jìn)行定量精準(zhǔn)施藥和遙感信息獲取，具有復(fù)雜地形適應(yīng)性強(qiáng)、作業(yè)效率高等優(yōu)勢，十分適合在山區(qū)、丘陵及小型地塊作業(yè)。

智能植保無人機(jī)創(chuàng)新了苗草識別等目標(biāo)識別技術(shù)，可以僅針對雜草、病株等進(jìn)行施藥，同時還可以對單位面積用藥進(jìn)行精確計量，為農(nóng)藥減施提供決策依據(jù)。在田間作業(yè)時，可對環(huán)境中的作業(yè)對象和其他障礙物進(jìn)行智能動態(tài)感知，采用模式識別方法，獲得障礙物基本尺度特征、類型屬性等關(guān)鍵信息，由此進(jìn)行動態(tài)作業(yè)控制。

隨著人工智能技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，無人系統(tǒng)控制技術(shù)正在從過去的既定條件下自動駕駛到在非既定條件下對環(huán)境的實時感知、實時自主決策轉(zhuǎn)變，進(jìn)而自主完成作業(yè)任務(wù)，使得田間作業(yè)環(huán)境感知技術(shù)成為農(nóng)業(yè)無人機(jī)自主作業(yè)的必要條件；而基于機(jī)器視覺和多傳感器融合的智能模式識別方法，為此類應(yīng)用需求提供了有效的解決途徑。采用掃描式激光雷達(dá)傳感器對環(huán)境進(jìn)行SLAM構(gòu)建是目前最常用環(huán)境感知方式，結(jié)合慣性測量數(shù)據(jù)信息生成周圍環(huán)境的稀疏點云數(shù)據(jù)，可獲得障礙物與機(jī)體的相對距離、方向，再通過對稀疏點云數(shù)據(jù)加密的處理，進(jìn)一步獲得精細(xì)化的環(huán)境感知信息。由于激光雷達(dá)體積較大，且后期數(shù)據(jù)計算量大，并不適用于農(nóng)業(yè)植保實時感知作業(yè)；因此，基于圖像傳感器的機(jī)器視覺SLAM智能感知方法開始成為熱點。對環(huán)境和物體視覺機(jī)體特征信息進(jìn)行提取，運(yùn)用模式識別算法，通過坐標(biāo)變換，對機(jī)體本身的位置、相對速度進(jìn)行濾波估計，為系統(tǒng)提供作業(yè)環(huán)境導(dǎo)航的觀測量。在此基礎(chǔ)上可利用多個傳感器的視覺圖像對物體進(jìn)行空間三維建模和運(yùn)動狀態(tài)估計，再將多個傳感器獲得的環(huán)境信息進(jìn)行融合、增強(qiáng)、擴(kuò)展，再通過通信鏈路進(jìn)行分發(fā)，可使無人機(jī)在田間復(fù)雜環(huán)境中實現(xiàn)安全、高效地飛行，以及精確對靶作業(yè)。

不同于地面作業(yè)，農(nóng)業(yè)航空植保效果受環(huán)境風(fēng)場、飛行高度、飛行速度等多種因素影響。根據(jù)當(dāng)前環(huán)境風(fēng)場和作業(yè)參數(shù)預(yù)測霧滴飄移沉積區(qū)域，從而實時調(diào)整作業(yè)參數(shù)，是農(nóng)業(yè)航空植保實現(xiàn)精準(zhǔn)化的手段和追求目標(biāo)。目前傳統(tǒng)航空植保領(lǐng)域的研究工作主要集中在對試驗數(shù)據(jù)的定量統(tǒng)計方面。通過航空噴灑霧滴沉積和飄移試驗，對各型無人直升機(jī)田間作業(yè)霧滴沉積效果進(jìn)行評價，并研究霧滴沉積受飛行高度、霧滴粒徑譜、噴頭配置和天氣狀況的影響。

◎ 露地蔬菜智能化采收

蔬菜采收用工量大，人工采收效率低，機(jī)械采收對農(nóng)機(jī)手操作精度要求極高，難以長時間連續(xù)作業(yè)，迫切需要信息化、智能化技術(shù)提升作業(yè)效率與質(zhì)量。智能化采收是蔬菜生產(chǎn)智能化無人作業(yè)中的難點環(huán)節(jié)，對精準(zhǔn)識別、智能定位、柔性操控等均有很高的要求。不僅如此，農(nóng)機(jī)、農(nóng)具、農(nóng)藝、作業(yè)等的匹配度也是決定智能化收獲的關(guān)鍵因素。

智能化采收系統(tǒng)以智能化無人駕駛拖拉機(jī)為核心，適配了不同類型蔬菜的全自動采收機(jī)具，通過集成農(nóng)機(jī)自主導(dǎo)航、軌跡監(jiān)測、機(jī)器視覺、柔性感應(yīng)等先進(jìn)技術(shù)，以起壟、移栽軌跡數(shù)據(jù)為作業(yè)底數(shù)，利用自主導(dǎo)航和軌跡實時監(jiān)測實現(xiàn)蔬菜的智能化無人采收作業(yè)。

以甘藍(lán)采收為例，需要建立復(fù)雜農(nóng)機(jī)工況條件下的種苗、蔬菜植株、雜草機(jī)器視覺識別與柔性感應(yīng)模型，實現(xiàn)地面仿形、甘藍(lán)球體快速自動識別、精準(zhǔn)采收對行和采收臂割臺的動態(tài)調(diào)整，如通過柔性感應(yīng)技術(shù)可實現(xiàn)甘藍(lán)球體大小自動識別和采收履帶寬度的動態(tài)調(diào)整，防止由于甘藍(lán)大小不一造成的采收障礙，利用機(jī)器視覺技術(shù)可實現(xiàn)漏采甘藍(lán)的快速識別，保證采收作業(yè)的環(huán)境適應(yīng)性，提高作業(yè)效率，降低收獲破損率，為作業(yè)過程中農(nóng)機(jī)、農(nóng)具動態(tài)適配調(diào)優(yōu)提供支撐。甘藍(lán)智能化無人采收作業(yè)采用回字形耕法，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)彎、出入壟和農(nóng)機(jī)具起落控制，解放了采收作業(yè)對農(nóng)機(jī)手的需求，長時間連續(xù)作業(yè)質(zhì)量穩(wěn)定，安全性高。無人化采收作業(yè)約40 min即可完成667 m2甘藍(lán)收獲，即每小時收獲1 000 m2，相較人工采收作業(yè)人均667 m2/d的作業(yè)效率，提升了12～18倍；可見，無人采收作業(yè)降低了勞動強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境，節(jié)省了人力成本，提高了蔬菜收獲的成品率。

近年來，圍繞多機(jī)協(xié)同的作業(yè)效能提升開展了信息共享、優(yōu)化調(diào)度以及協(xié)調(diào)控制研究。多機(jī)協(xié)同作業(yè)任務(wù)規(guī)劃需在多臺農(nóng)機(jī)和多個作業(yè)地塊之間建立一種映射關(guān)系，綜合考慮任務(wù)數(shù)量、作業(yè)能力、路徑代價和時間期限等因素，在滿足實際作業(yè)約束條件的前提下，生成一個最優(yōu)的任務(wù)調(diào)度方案，使各個農(nóng)機(jī)有序地為農(nóng)田地塊服務(wù)，從而降低整個系統(tǒng)的執(zhí)行代價，提高作業(yè)效率，實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)田內(nèi)的多機(jī)協(xié)同作業(yè)調(diào)度管理。多機(jī)協(xié)同作業(yè)可有效地提升作業(yè)效率、作業(yè)效果以及優(yōu)化資源配置。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心團(tuán)隊在國內(nèi)首次實現(xiàn)了雙機(jī)編組協(xié)同智能化無人甘藍(lán)采收作業(yè)（圖7），采用規(guī)劃同一任務(wù)下的多無人農(nóng)機(jī)路線與編組作業(yè)，采收和轉(zhuǎn)運(yùn)雙機(jī)協(xié)同無人化采收作業(yè)，一個采收一個運(yùn)輸，較單機(jī)無人化采收，作業(yè)效率再提升30%。

圖7 雙機(jī)編組協(xié)同智能化無人甘藍(lán)采收作業(yè)

智能農(nóng)機(jī)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

智能農(nóng)機(jī)發(fā)展新機(jī)遇

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將逐漸淡出歷史舞臺，智能農(nóng)機(jī)將助力其向著現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展，迎來發(fā)展機(jī)遇。近年來，國家連續(xù)出臺多套政策，支持智能農(nóng)機(jī)發(fā)展；在技術(shù)方面，業(yè)界科研人員致力于農(nóng)業(yè)機(jī)械深入研究；在市場方面，農(nóng)民迫切需要“解放雙手”，提高農(nóng)業(yè)效率，對智能農(nóng)機(jī)需求迫切，可見智能農(nóng)機(jī)市場需求旺盛。

◎ 政策引導(dǎo)

隨著中國智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)與深化應(yīng)用，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已逐步向機(jī)械化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，而融合導(dǎo)航定位、感知測控、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的智慧農(nóng)業(yè)是未來的發(fā)展方向。2020年中央一號文件提出“加快大中型、智能化、復(fù)合型農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)和應(yīng)用”，以及“依托現(xiàn)有資源建設(shè)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心，加快物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)、智慧氣象等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用”“強(qiáng)化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技和物質(zhì)裝備支撐，提高農(nóng)機(jī)裝備自主研制能力，支持高端智能、丘陵山區(qū)農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)制造”“推進(jìn)全程全面農(nóng)業(yè)機(jī)械化，在智慧農(nóng)業(yè)等重點領(lǐng)域加強(qiáng)核心技術(shù)攻關(guān)，開展數(shù)字農(nóng)業(yè)試點”。國家“十四五”規(guī)劃多次提及“物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等技術(shù)，并對智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了部署”，其中的重點就是智能農(nóng)機(jī)裝備。以上充分說明國家層面對于智能農(nóng)機(jī)裝備發(fā)展的重視與戰(zhàn)略定位。2021年3月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出，要加強(qiáng)大中型、智能化、復(fù)合型農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)應(yīng)用，農(nóng)作物耕、種、收綜合機(jī)械化率至2035年提高到75%。在政策的推動下，大中型、智能化、復(fù)合型農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品將加速發(fā)展?？梢?，國家在政策上大力支持智能農(nóng)業(yè)發(fā)展，支持智能農(nóng)機(jī)的創(chuàng)新及應(yīng)用。

◎ 技術(shù)攻關(guān)

智能農(nóng)機(jī)以更高層次的集約度、精準(zhǔn)度、協(xié)同度實現(xiàn)精準(zhǔn)、智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可從根本上解決人均資源匱乏、勞動力短缺、環(huán)保形勢嚴(yán)峻等難題，是現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈的“生態(tài)融合”和“基因重組”，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。在技術(shù)攻關(guān)方面，需要繼續(xù)加強(qiáng)人工智能等共性關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的深度融合，構(gòu)建農(nóng)業(yè)智能化技術(shù)體系。在技術(shù)應(yīng)用推廣方面，從應(yīng)用成熟、投資較小的階段性成果開始，再逐步向大規(guī)模的農(nóng)場與有條件的農(nóng)村和農(nóng)戶滲透。智能農(nóng)機(jī)裝備作為集智能感知、決策、作業(yè)等于一體的有機(jī)整體，是未來智慧農(nóng)業(yè)的主要技術(shù)形態(tài)。智能農(nóng)機(jī)裝備作為中國農(nóng)業(yè)智能化水平的代表與應(yīng)用載體，其發(fā)展將促進(jìn)與帶動中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)體系逐步完善，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條的不斷延伸。

◎ 產(chǎn)業(yè)市場需求

農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)受益于國家政策、資金投入、財稅優(yōu)惠等多個方面的扶持，以及科研、生產(chǎn)、開發(fā)體系進(jìn)一步的創(chuàng)新和發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大并穩(wěn)步保持發(fā)展態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力由2010年的92 781萬kW增長到2019年的102 708萬kW。預(yù)計到2025年，全國農(nóng)機(jī)總動力將達(dá)到11億kW左右。隨著新一代智能農(nóng)機(jī)對現(xiàn)有傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)裝備的全面取代，以及隨之建立的以智能農(nóng)機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展體系不斷壯大，對智能化農(nóng)機(jī)的需求將日益迫切。

農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼是《農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》明確規(guī)定的重要扶持措施，也是中國重要的強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)政策。2021年3月，《2021—2023年農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼實施指導(dǎo)意見》公布了新的農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，并強(qiáng)調(diào)了要做到“有升有降”，其中對急需機(jī)具以及智能、復(fù)式、高端產(chǎn)品補(bǔ)貼比例從30%升至35%?？梢钥闯觯a(bǔ)貼政策在向技術(shù)先進(jìn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品傾斜，這對智能機(jī)具擴(kuò)大市場占有率有重要作用。未來，智能化、復(fù)合型的農(nóng)用機(jī)械產(chǎn)品市場發(fā)展前景廣闊。

智能農(nóng)機(jī)面臨的挑戰(zhàn)

◎ 技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械整體水平相較于發(fā)達(dá)國家還很低，農(nóng)機(jī)自動化、智能化等方面起步較晚，但受基礎(chǔ)條件、生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)模式等條件制約，中國智能農(nóng)機(jī)與農(nóng)機(jī)農(nóng)藝深度融合等仍處于探索階段，技術(shù)成果應(yīng)用與國外發(fā)達(dá)國家存在明顯的差距，發(fā)展任重道遠(yuǎn)。

一是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用整合程度低。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集覆蓋面不足，實時性與準(zhǔn)確性不高，數(shù)據(jù)整合程度與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化程度低，缺乏高效的跨域數(shù)據(jù)共享機(jī)制，預(yù)警決策模型的缺失也制約了智能農(nóng)機(jī)的深入應(yīng)用。

二是農(nóng)村地區(qū)復(fù)合型高素質(zhì)人才不足。農(nóng)業(yè)從業(yè)人員整體文化水平偏低，缺乏能夠操作智能農(nóng)機(jī)等現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備的高素質(zhì)農(nóng)民，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和信息化復(fù)合型農(nóng)業(yè)技術(shù)人才存在較大缺口，難以形成支撐智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的人才隊伍。

三是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展受要素資源影響大。智能農(nóng)機(jī)的前期投入較大，配套的農(nóng)藝作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、人員要求等較高，資源要素的高配置要求在某種程度上也限制了當(dāng)前智能農(nóng)機(jī)的應(yīng)用推廣；此外，中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，也制約了智能農(nóng)機(jī)在較大范圍內(nèi)推廣和應(yīng)用。

◎ 技術(shù)裝備研發(fā)

中國智能化裝備還處于起步階段，大型化、智能化、信息化等農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備較少。一些高端智能化農(nóng)機(jī)設(shè)備主要依賴進(jìn)口，中國自主研發(fā)的智能農(nóng)機(jī)在關(guān)鍵部件與核心算法方面仍存在自主水平不高、集約化程度低等問題，限制了中國智能農(nóng)機(jī)裝備的研發(fā)應(yīng)用。

智能農(nóng)機(jī)未來可期

要發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，必將需要發(fā)展智能農(nóng)機(jī)。未來，智能農(nóng)機(jī)將圍繞物聯(lián)網(wǎng)＋新動能，走“農(nóng)機(jī)—農(nóng)藝—智能化”三融合之路，設(shè)計與種植、大數(shù)據(jù)配套的農(nóng)機(jī)，開發(fā)適宜智能無人農(nóng)場的農(nóng)機(jī)也是一個新的方向。農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化需要智能農(nóng)機(jī)，智能農(nóng)機(jī)發(fā)展未來可期。

智能農(nóng)機(jī)聯(lián)網(wǎng)新動能

隨著北斗自動導(dǎo)航、精準(zhǔn)變量作業(yè)等智能農(nóng)機(jī)配套智能終端的推廣應(yīng)用，“物聯(lián)網(wǎng)＋”信息化技術(shù)在大中型動力機(jī)械上逐步應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)具精準(zhǔn)定位、變量播種施肥、作業(yè)全程監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度等功能，提升農(nóng)機(jī)具精準(zhǔn)作業(yè)和連續(xù)作業(yè)能力，大幅度提高作業(yè)效率與質(zhì)量?！拔锫?lián)網(wǎng)＋”讓農(nóng)機(jī)作業(yè)更智能精準(zhǔn)、生產(chǎn)調(diào)度更科學(xué)合理、政策實施監(jiān)管更智慧高效，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化與信息化快速融合必將進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展提檔升級，成為推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新動能。

“農(nóng)機(jī)—農(nóng)藝—智能化”三融合

蔬菜生產(chǎn)作業(yè)涉及的“農(nóng)機(jī)—農(nóng)藝—智能化”主要發(fā)展方向包括：一是適應(yīng)機(jī)械采收的育種、育苗技術(shù)；二是適應(yīng)全程機(jī)械化生產(chǎn)的種植農(nóng)藝模式；三是適應(yīng)智能化管控的全環(huán)節(jié)銜接的機(jī)械作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。

以智能農(nóng)機(jī)為載體，以“農(nóng)機(jī)—農(nóng)藝—智能化”為主線，通過5G、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析決策、智能農(nóng)機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等現(xiàn)代信息技術(shù)與蔬菜產(chǎn)業(yè)的深度融合應(yīng)用，實現(xiàn)蔬菜規(guī)?；a(chǎn)及平整地、起壟、移栽、管理、收獲等全生長周期的智能化、無人化作業(yè)與管理。通過蔬菜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化、信息化、智能化四化同步推進(jìn)，實現(xiàn)提高蔬菜產(chǎn)出水平、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量安全、提高資源利用效率、減少勞動力投入、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心需求。

智能無人農(nóng)場新方向

智能無人農(nóng)場具有耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋、機(jī)庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動、自動避障異況停車保安全、作物生產(chǎn)過程實時全監(jiān)控、智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人5個特點。以智能農(nóng)機(jī)為核心的智能無人農(nóng)場代表著最先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平，可以極大地提高勞動生產(chǎn)率、資源利用率和單位產(chǎn)出率，將實現(xiàn)農(nóng)業(yè)勞動力的解放，是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

智能無人農(nóng)場通過人工智能、大數(shù)據(jù)、智能測控與物聯(lián)網(wǎng)等前沿信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)裝備深度融合，符合政策方向，是未來農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要方向。智能農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可有效地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、智能化水平，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入“機(jī)器換人”新時期，引領(lǐng)中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、智能化農(nóng)業(yè)全面轉(zhuǎn)型。蔬

后記：

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)顛覆，智慧農(nóng)業(yè)已成大勢所趨，智能農(nóng)機(jī)的作用將更加凸顯，也將會成為科研人員研究的“寵兒”，也是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)要努力的方向。在蔬菜方面，智能農(nóng)機(jī)基于現(xiàn)代化信息技術(shù)，進(jìn)行智能決策、安全控制、無人作業(yè)等，使蔬菜生產(chǎn)有望實現(xiàn)全程智能化，而病蟲害控制是極難解決的環(huán)節(jié)，也是保證蔬菜生產(chǎn)安全、食品安全及保護(hù)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵。鑒于此，下期業(yè)界觀察將圍繞“智能裝備與技術(shù)讓蔬菜施藥更精準(zhǔn)”主題展開探討，希望能給業(yè)界人士提供參考。