智能農(nóng)機(jī)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀探討

導(dǎo)語(yǔ)：在智能農(nóng)機(jī)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀探討的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

關(guān)鍵詞：智能農(nóng)機(jī)；發(fā)展；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

引言：我國(guó)農(nóng)機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為了世界第一大農(nóng)機(jī)制造和使用國(guó)，主要糧食生產(chǎn)也已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。雖然我國(guó)在農(nóng)機(jī)使用規(guī)模上領(lǐng)先其他國(guó)家，但同時(shí)也有許多不足之處：首先我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展遲緩，農(nóng)機(jī)制造水平較低；其次農(nóng)機(jī)企業(yè)的科研水準(zhǔn)、企業(yè)影響力與競(jìng)爭(zhēng)力較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家差距仍然較大。農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化。習(xí)近平總書(shū)記指出“要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化，給農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀”［１］。近幾年，我國(guó)各級(jí)政府積極推進(jìn)智能農(nóng)機(jī)替代人力進(jìn)程，不斷推動(dòng)智能農(nóng)機(jī)更高更快發(fā)展。有高標(biāo)準(zhǔn)才能有高質(zhì)量，智能農(nóng)機(jī)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格要求。標(biāo)準(zhǔn)體系是一定領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學(xué)有機(jī)整體，可促進(jìn)專業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的組成趨于科學(xué)合理［２］。標(biāo)準(zhǔn)體系是保障智能農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)安全、高效、環(huán)保的基礎(chǔ)，只有在科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)體系下規(guī)范地生產(chǎn)和管理，智能農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)才能形成完整、健康的產(chǎn)業(yè)鏈［３］。我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備將由低中端水平向中高端水平轉(zhuǎn)換，向高端智能農(nóng)機(jī)發(fā)展。
１智能農(nóng)機(jī)

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的具體形態(tài)，而智能農(nóng)機(jī)就是智慧農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的立體展現(xiàn)。智能農(nóng)機(jī)的別稱又叫做智慧農(nóng)機(jī)，是在原有的傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的基礎(chǔ)上結(jié)合新時(shí)代科技創(chuàng)新技術(shù)的產(chǎn)物，是一種新型的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，也可以是一套完整的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程全面推進(jìn)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的“互聯(lián)網(wǎng)＋農(nóng)機(jī)”智能農(nóng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。智能農(nóng)機(jī)充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、高性能集成電路、５Ｇ、３Ｓ（ＧＮＳＳ、ＧＩＳ、ＲＳ）等新一代信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)行深度融合，使農(nóng)業(yè)信息感知準(zhǔn)確、決策智能、作業(yè)精準(zhǔn)、管理智慧。

２智能農(nóng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備是傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的改造再升級(jí)，是智慧農(nóng)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)，是我國(guó)農(nóng)業(yè)化進(jìn)程快速推進(jìn)的重要組成部分，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的得力幫手，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化最基本的物質(zhì)保證和有效保障。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加快融合，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的新時(shí)代［４］。同時(shí)國(guó)家十分重視智慧農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備發(fā)展，多項(xiàng)中央政策文件均提出要發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)裝備?，F(xiàn)如今各國(guó)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究范圍大致相同，重點(diǎn)研究的智能農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備主要包括無(wú)人駕駛拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)以及農(nóng)業(yè)機(jī)器人三大類。

２.１無(wú)人駕駛拖拉機(jī)

我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，務(wù)農(nóng)耕田的人數(shù)甚至已經(jīng)趕超個(gè)別國(guó)家的總?cè)藬?shù)，中國(guó)一直以來(lái)秉承自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，但隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和科技水平提高，已經(jīng)明顯不適合國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)富足發(fā)展。因?yàn)殡S著城鎮(zhèn)一體化發(fā)展，鄉(xiāng)村年輕勞動(dòng)力迅速減少，農(nóng)機(jī)駕駛?cè)藛T數(shù)量銳減，所以無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的優(yōu)勢(shì)及重要性不言而喻。傳統(tǒng)農(nóng)用拖拉機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。但由于工作環(huán)境的原因，駕駛員長(zhǎng)期暴露在野外工作環(huán)境之中，致使工作強(qiáng)度加大，對(duì)于駕駛員的身體和心理提出了較大挑戰(zhàn)。所以急需提高科研創(chuàng)新水平，改進(jìn)核心制造技術(shù)，盡快完成傳統(tǒng)拖拉機(jī)向無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的升級(jí)轉(zhuǎn)型，普惠大眾。無(wú)人駕駛拖拉機(jī)是以傳統(tǒng)拖拉機(jī)為雛形，在其基礎(chǔ)上融合了ＧＮＳＳ定位、移動(dòng)傳感器和無(wú)人駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由信號(hào)處理技術(shù)為主的設(shè)計(jì)，同時(shí)通過(guò)新興信息技術(shù)對(duì)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)實(shí)行遠(yuǎn)距離遙控。耕作時(shí)，無(wú)人駕駛拖拉機(jī)與傳統(tǒng)拖拉機(jī)的整體結(jié)構(gòu)大致相同。在無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的研制技術(shù)中，控制系統(tǒng)可謂至關(guān)重要，對(duì)各類機(jī)械設(shè)備、電器設(shè)備的控制運(yùn)行都需要靠它實(shí)現(xiàn)。相比于傳統(tǒng)拖拉機(jī)，無(wú)人駕駛拖拉機(jī)擁有厘米級(jí)的定位精度，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，即使是文化水平較低的農(nóng)民也可以輕松駕駛。只需通過(guò)控制面板在地圖上畫(huà)出需要作業(yè)的板塊，對(duì)拖拉機(jī)安裝所需工具，就能自主校對(duì)工作，完成目標(biāo)任務(wù)，所以在農(nóng)村推廣，不但節(jié)省了大量人力物力、降低了工作強(qiáng)度，還可以為農(nóng)民增加收入。

２.２農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)

近年來(lái)，隨著中國(guó)航空植保隊(duì)伍不斷發(fā)展壯大，農(nóng)用無(wú)人機(jī)已被普遍采用，其作業(yè)高度較低，農(nóng)藥劑量較少，機(jī)身重量輕，飛機(jī)整體尺寸較小，轉(zhuǎn)彎快、起降靈活，行駛平穩(wěn)，且長(zhǎng)距離遙控作業(yè)降低了作業(yè)過(guò)程中技術(shù)人員與農(nóng)藥相接觸的危險(xiǎn)。我國(guó)農(nóng)用無(wú)人機(jī)發(fā)展起步較晚，起初主要是依靠國(guó)家資助，一些科研院所、高校進(jìn)行農(nóng)用無(wú)人機(jī)的研究［５］。目前，農(nóng)用無(wú)人機(jī)已在我國(guó)開(kāi)展了廣泛應(yīng)用，據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計(jì)，２０２０年春耕，全國(guó)投入植保無(wú)人機(jī)超過(guò)３萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)２５％以上［６］。據(jù)Ｆｏｒｂｅｓ網(wǎng)站消息描述，大疆公司在２０１３～２０１５年?duì)I業(yè)額突飛猛進(jìn)，是中國(guó)最早進(jìn)軍“十億美元俱樂(lè)部”的無(wú)人機(jī)生產(chǎn)公司。其快速發(fā)展代表了中國(guó)無(wú)人機(jī)研制技術(shù)的快速崛起，而無(wú)人機(jī)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也將多元化，并且規(guī)模正在快速擴(kuò)大。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)，能夠及時(shí)精準(zhǔn)地收集農(nóng)情信號(hào)并在高空輔助農(nóng)事作業(yè)，是現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的主要技術(shù)手段，同時(shí)具備了其他傳統(tǒng)觀測(cè)手段以及傳統(tǒng)地面作業(yè)機(jī)械所無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。在未來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無(wú)人機(jī)的適用對(duì)象也將不再單一，因其主要應(yīng)用于鄉(xiāng)村，所以將朝著負(fù)載量大、航行時(shí)限遠(yuǎn)、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、農(nóng)村機(jī)械化建設(shè)水平層次高的走向蓬勃發(fā)展，無(wú)人機(jī)也將越來(lái)越智慧和精準(zhǔn)化。

２.３農(nóng)業(yè)機(jī)器人

農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種以農(nóng)產(chǎn)品為操作對(duì)象、兼有人類部分信息感知和四肢行動(dòng)功能、可重復(fù)編程的柔性自動(dòng)化或半自動(dòng)化設(shè)備［７］。早在１９７０年，隨著其他國(guó)家對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究，日本就已經(jīng)開(kāi)展了對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究，是最早幾個(gè)研究農(nóng)業(yè)機(jī)器人的國(guó)家之一，并且陸續(xù)研制出了嫁接、扦插、移栽和采摘等多種農(nóng)業(yè)機(jī)器人。自１９９０年以來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)器人逐漸被其他發(fā)達(dá)國(guó)家所重視，直至２００１年更是被全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域相關(guān)人士認(rèn)為是可促進(jìn)農(nóng)業(yè)重大變革的前瞻性技術(shù)之一。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、核心技術(shù)的影響，中國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)器人無(wú)論是研究和應(yīng)用都起步較晚。但隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程不斷加快，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究范圍和成果取得了一定的突破。同時(shí)，隨著綜合國(guó)力加強(qiáng)以及中央對(duì)于鄉(xiāng)村振興的重視和對(duì)智能農(nóng)機(jī)發(fā)展的大力扶持，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究腳步正不斷加快。農(nóng)業(yè)機(jī)器人具有諸多優(yōu)點(diǎn)：減少日益增加的人工勞動(dòng)成本、代替工人在復(fù)雜的農(nóng)業(yè)環(huán)境中勞作、防止農(nóng)藥對(duì)人體的侵害、提高工作速度和生產(chǎn)效率。但農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用人群大多數(shù)為農(nóng)民，對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)器人的操作使用需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)，才能熟練的應(yīng)用。同時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)器人的使用地點(diǎn)普遍為農(nóng)村，農(nóng)村的網(wǎng)絡(luò)覆蓋還不是十分全面，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究進(jìn)展尚未成熟，可能導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)器人對(duì)于數(shù)據(jù)收集、自主駕駛存在一定偏差。這就需要當(dāng)?shù)卣陀嘘P(guān)部門(mén)從系統(tǒng)培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施完善、資金補(bǔ)助等各個(gè)方面著手解決，才能更好促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)器人與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)更深更好融合。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的季節(jié)性和單一性問(wèn)題也亟需解決，大多數(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)器人又只作用于單一作物，每年只工作１～２個(gè)月，其余時(shí)間都在閑置，如何提高機(jī)器的利用率是需要解決的問(wèn)題。

３智能農(nóng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

３.１精準(zhǔn)導(dǎo)航

為了使智能農(nóng)機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中順利準(zhǔn)確地完成所要求的任務(wù)，精準(zhǔn)的導(dǎo)航技術(shù)可謂是重中之重?，F(xiàn)在智能農(nóng)機(jī)普遍使用ＧＮＳＳ衛(wèi)星導(dǎo)航，極大提高了智能農(nóng)機(jī)的作業(yè)效率和質(zhì)量。但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境多樣且復(fù)雜，這就需要做到因地制宜，針對(duì)不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境采取相應(yīng)的導(dǎo)航技術(shù)，從而保質(zhì)保量地完成任務(wù)。當(dāng)智能農(nóng)機(jī)承擔(dān)大田作業(yè)時(shí)，處于寬廣開(kāi)闊地帶，這時(shí)導(dǎo)航信號(hào)好，信息傳輸快，智能農(nóng)機(jī)就可以通過(guò)ＧＮＳＳ導(dǎo)航勝任其工作。但當(dāng)進(jìn)行果園采摘或者在較小空間農(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)，由于作物長(zhǎng)勢(shì)錯(cuò)綜復(fù)雜，易遮擋導(dǎo)航信號(hào)，影響信息傳輸，這時(shí)可以使用視覺(jué)導(dǎo)航或者其他導(dǎo)航技術(shù)完成此項(xiàng)工作。

３.２簡(jiǎn)便操作

現(xiàn)如今的鄉(xiāng)村，年輕勞動(dòng)力大量流失，農(nóng)業(yè)機(jī)器的主要受眾群體是年齡較大的農(nóng)民，所以要求智能農(nóng)機(jī)需要具有操作安全快捷，使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，這樣才能在農(nóng)村廣泛普及。同時(shí)操作面板應(yīng)簡(jiǎn)潔明了，在經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)之后，農(nóng)民就可以輕松駕馭。智能農(nóng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)就是擁有更加人性化的操作方式，甚至在不遠(yuǎn)的將來(lái)可以通過(guò)語(yǔ)音與智能農(nóng)機(jī)進(jìn)行交流，對(duì)其下達(dá)操作命令。

３.３精確識(shí)別

農(nóng)業(yè)機(jī)器人在進(jìn)行水果蔬菜的采摘任務(wù)時(shí)，由于作物和植物的根系、莖葉長(zhǎng)勢(shì)錯(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致果實(shí)被或多或少的遮擋。而且由于陽(yáng)光照射易產(chǎn)生陰影，這就給采摘作業(yè)造成了較大影響，以至于采摘效率降低，同時(shí)可能會(huì)對(duì)果實(shí)產(chǎn)生傷害，增加生產(chǎn)成本。因此，提高識(shí)別技術(shù)，使其更加智能準(zhǔn)確識(shí)別作物和果實(shí)，從而適應(yīng)復(fù)雜的農(nóng)業(yè)環(huán)境十分重要。在間苗、噴藥、除草等生產(chǎn)環(huán)節(jié)也涉及精確識(shí)別，需要對(duì)圖像獲取、圖像識(shí)別、人工智能等技術(shù)進(jìn)行深入的研究，實(shí)現(xiàn)精確識(shí)別。

３.４云端平臺(tái)

隨著現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興信息的飛速發(fā)展，云端平臺(tái)囊括了越來(lái)越多的行業(yè)信息。時(shí)至今日，已經(jīng)發(fā)展到一定水平，可以將農(nóng)作物生長(zhǎng)、土地、天氣、農(nóng)機(jī)信息等數(shù)據(jù)整合到一起，建立一個(gè)云端平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能農(nóng)機(jī)的工作，信息采集和傳輸，從而更加智能的決策，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的共享與應(yīng)用。

３.５環(huán)保能源

柴油作為農(nóng)用拖拉機(jī)普遍使用的燃料，在其工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，同時(shí)還會(huì)污染大氣環(huán)境。我國(guó)已經(jīng)研制出以氫為燃料加上鋰電池為動(dòng)力的拖拉機(jī)，順應(yīng)了國(guó)家環(huán)保的理念。此種拖拉機(jī)加一次燃料僅用幾分鐘，但是工作續(xù)航高達(dá)６ｈ，與傳統(tǒng)以柴油為燃料的拖拉機(jī)相比，更能夠節(jié)約燃料、更加環(huán)保干凈，性價(jià)比更高。

４結(jié)語(yǔ)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)字化、智能化發(fā)展新時(shí)代，積極探索智慧農(nóng)業(yè)新模式，助力鄉(xiāng)村發(fā)展，推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是大勢(shì)所趨。我國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)越發(fā)重視，如何能助力其快速發(fā)展是每一個(gè)人值得認(rèn)真思考的問(wèn)題。雖然現(xiàn)階段的智慧農(nóng)機(jī)還存在諸多問(wèn)題，但機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)是并存的，人們可以通過(guò)解決相關(guān)的問(wèn)題來(lái)促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)一步發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)用、高效環(huán)保的智能農(nóng)機(jī)的發(fā)展，必將促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，為鄉(xiāng)村振興助力。

５參考文獻(xiàn)

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作者:張嘉欣 莊衛(wèi)東 單位:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)