文/本刊記者 鄭茂典
5月的洛陽,春耕夏種農事忙。6月的黑土地,水稻插秧好風光。
在城郊的智能農機精準農業(yè)示范基地,幾臺銀色的無人駕駛拖拉機正在工作,為批量生產做最后的準備。同普通的輔助駕駛農機不同,這幾臺拖拉機沒有駕駛艙,外型看起來更像一個機甲,遠遠看去,以為這是好萊塢大片中的場景,難以想象這確實是現實應用中的場景。
作為一名通信博士,張玉成是如何一步步成為科技農民的呢? 80后的張玉成跟很多同齡人一樣,看著外國科幻大片中的場景總會心潮澎湃,更會渴望現實生活中可以出現科幻大片中的場景。2000年,張玉成進入了電子科技大學,走上了可以用知識實現科幻生活的第一步。2014年,時為中國科學院計算技術研究所助理研究員的張玉成,提出了通信技術應用于我國傳統農業(yè)機械的想法,并提出了從研發(fā)到應用為一體的整體思路,思路的提出得到了主管領導的認可并給予了張玉成各方面的幫助。
“暢想未來,當農業(yè)機械足夠智能,農民將不再需要面朝黃土背朝天,而是面對著電腦或手機終端,控制機械完成農業(yè)生產。那時,農民這一職業(yè)也許會像現在的‘碼農’一樣,成為21世紀最時髦的工種?!睆堄癯烧劶爱敃r,“很多人說我不現實,電影的場景跟現實相差太遠,我當然知道,但是作為一名科技工作者,先要敢想,然后要敢于攻關突破,不能被質疑就放棄”。張玉成憑著這股韌勁兒,加上主管領導的鼓勵與支持,張玉成在理論、技術、實踐中不斷摸索前行。
在張玉成看來,農機領域我國自主創(chuàng)新投入少差距大,重要產品和工藝技術幾乎全部依靠引進,產業(yè)利潤極低,技術處于跟跑階段。但第三代農機美國2016年才起步,和我們站在了同樣的起跑線上。第三代農機即指智能農機,技術體系包括無人駕駛、高精度定位、大功率電機控制、路徑規(guī)劃技術、電子控制芯片、大數據分析系統等。由于門檻較高,目前市場進入者還不多,所以要想在國際農機市場中“彎道超車”,智能化、定制化尤為重要。
農業(yè)生產同地理、氣候、土壤、水質、作物品種等息息相關,農機創(chuàng)新體系不能簡單引進,尤其是我國地形復雜,農機產品更需要多樣性開發(fā)、個性化定制。要想將技術應用傳統農業(yè)機械,就要了解農業(yè)機械,更要了解農業(yè)機械在實際應用中的需求。為了第一臺智能農機順利誕生,從立項開始的5年來,張玉成每周都要從北京往返洛陽一次,除了和當地技術人員對接,推進“超級拖拉機I號”通信、傳感設備的研發(fā),還要去洛陽一拖了解拖拉機的各種原理。為了更好地讓研發(fā)出的智能拖拉機“接地氣”,張玉成還一趟趟帶領團隊,在農民的田間學習,了解農民的需求及各項農種收環(huán)節(jié)的問題,測試機一遍一遍地在田間實驗。
“我們團隊的小伙子都屬于常年抱著電腦在辦公室搞計算,從來沒手舉電腦在田間搞科研的,一遍一遍地實驗,從早上到日落,戴著當地農民給我們的草帽,曬得滿臉通紅,那是常態(tài)?!睆堄癯烧f,“當我們實驗的拖拉機按照規(guī)劃路線跑起來的時候,當地的農民笑得比我們都開心,我特別清晰地記得一位農民跟我說的一句話:嘿!這車咋沒人還能跑吶!這啥時候弄好,給我們用用,讓我們也感受一下這沒人操作就能種地的鐵疙瘩!”張玉成用河南方言,學著農民的話,從話語間能感覺到這位自稱自己是新洛陽人的自豪,或者說是一名科技工作者與一名從沒見過科技農機成果的普通農民,共同對未來科技的向往與期待。
2019年作為河南省首個制造業(yè)創(chuàng)新中心,中國一拖牽頭組建的省農機創(chuàng)新中心匯聚中科院、清華大學、中聯重機等優(yōu)質創(chuàng)新資源,打破制約創(chuàng)新體制的藩籬,在協同創(chuàng)新中邁向更高層次的自主創(chuàng)新,打造中國農機協同創(chuàng)新的“洛陽樣本”。張玉成及其團隊研發(fā)的成果也得以應用。成為超級拖拉機的重要組成部分——“農機大腦”。
2018年“超級拖拉機I號”問世;2019年,國家農機裝備創(chuàng)新中心正式通過工信部論證,成為國家級平臺;2022年“數字化智能決策+無人化精準執(zhí)行”的黑土地保護“大河灣模式”啟動。之所以發(fā)展這么快,張玉成認為,這得益于所領導在科研產業(yè)深度結合方面的戰(zhàn)略思考和頂層布局,自項目落地河南洛陽開始,便同拖拉機、軸承等洛陽市優(yōu)勢產業(yè)緊密結合,有的放矢。
從“超級拖拉機I號”到“鴻鵠”系列農機,如今,信息技術為承載,基于海量農業(yè)數據開展科學、高效的模型和算法研究,針對草牧業(yè),鹽堿地,丘陵地貌,有機旱作,南方水田等多樣化的農業(yè)生產模型,自主可控的第三代農機技術體系,形成統一的智能農機開發(fā)基礎參考架構?!斑@可以滿足我國不同地形地貌、不同農作物的智能化農機裝備需求。”張玉成說。
對于技術的市場化路徑,張玉成體會很深,他認為從研發(fā)到技術到產品到產值,這條鏈太長,企業(yè)想要產品,科研人員則擅長出專利,交流往往不在一個頻道上。科研人員也不能過分依賴國家項目扶持,而要按市場規(guī)則實現科研成果轉化。如今,在國家農機裝備創(chuàng)新中心這個大平臺下,科研人員只負責提供專利,再根據需求去委托開發(fā)。這種創(chuàng)新模式目前成效初顯。在我國農機芯片和操作系統完全依賴進口產品的大背景下,2018年,張玉成及團隊研發(fā)出國內首款智能農機定制芯片——“神農I號”芯片,以及被喻為拖拉機“安卓系統”的“珊瑚”操作系統。
都說“懂芯片的不懂農業(yè)、懂農業(yè)的不懂芯片”,張玉成團隊與農機企業(yè)的創(chuàng)新融合,成功打破了這一魔咒。張玉成說,“我們想建立中國人自主可控的農機創(chuàng)新體系,用核心技術擺脫農機產業(yè)低附加值的窘境。”