摘要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)已成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵手段。闡述當(dāng)前農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的發(fā)展情況，分析當(dāng)前關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方向，以期為農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)的研發(fā)戰(zhàn)略和未來(lái)規(guī)劃提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機(jī)裝備； 智能化； 技術(shù)； 研發(fā)方向

中圖分類(lèi)號(hào)：F49；F323.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2024）06-0094-02

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)已經(jīng)成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵手段。農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)能夠通過(guò)感知、決策和控制等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)自主作業(yè)和多機(jī)協(xié)同作業(yè)，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)性和智能化水平。近年來(lái)，國(guó)家多次提出加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，提供相關(guān)指導(dǎo)意見(jiàn)，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化向智能化和服務(wù)化轉(zhuǎn)型。闡述當(dāng)前農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，闡述當(dāng)前農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的發(fā)展情況，分析當(dāng)前關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方向，以期為農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)的研發(fā)戰(zhàn)略和未來(lái)規(guī)劃提供參考依據(jù)。

1農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1中國(guó)農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的研究現(xiàn)狀

農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)是運(yùn)用無(wú)線通訊和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航、集成電子、信息軟件等現(xiàn)代科技手段，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行智能化改造，使農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)智能行駛、智能作業(yè)、智能故障檢測(cè)等多項(xiàng)功能，以智能化動(dòng)態(tài)作業(yè)系統(tǒng)為核心，根據(jù)不同作業(yè)環(huán)境，發(fā)出相應(yīng)指令，從而確保機(jī)具精準(zhǔn)作業(yè)。

政府一直以來(lái)高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，相繼出臺(tái)一系列政策措施來(lái)大力推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科技創(chuàng)新和智能化發(fā)展。例如，國(guó)家科技計(jì)劃持續(xù)支持智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)項(xiàng)目，鼓勵(lì)企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)力度，加強(qiáng)與科研院所和高校合作，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用深度融合。

中國(guó)農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的研究和應(yīng)用發(fā)展十分迅速。在關(guān)鍵核心技術(shù)方面，智能農(nóng)機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能感知、自動(dòng)導(dǎo)航、精準(zhǔn)作業(yè)、智能植保、智能灌溉和智慧管理等功能，不僅提高了農(nóng)機(jī)作業(yè)效率和精度，也大大減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。例如，中科原動(dòng)力創(chuàng)始人韓威博士公布了“VT-OPEN農(nóng)機(jī)綠色化、智能化技術(shù)開(kāi)源戰(zhàn)略”，開(kāi)啟了以“高端、綠色、智能”為特征的國(guó)產(chǎn)新能源智能農(nóng)機(jī)新元年[1]。2023年，中國(guó)農(nóng)民豐收節(jié)全國(guó)智慧農(nóng)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì)上，作業(yè)機(jī)組按收獲作業(yè)、秸稈打捆和田間管理等順序依次演示，在智能化技術(shù)的加持下，收獲效率和質(zhì)量均有顯著提高[2]。

1.1.1農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù) 農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）和激光雷達(dá)等傳感器，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)在田間作業(yè)過(guò)程中的自主導(dǎo)航。

這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)時(shí)獲取農(nóng)機(jī)位置信息，根據(jù)預(yù)設(shè)路徑規(guī)劃進(jìn)行精確行駛，有利于提高作業(yè)效率和減少重復(fù)作業(yè)。目前，農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)在水稻、小麥、玉米等主要糧食作物的種植中得到廣泛應(yīng)用。

1.1.2智能植保技術(shù) 智能植保技術(shù)是指利用無(wú)人機(jī)、無(wú)人車(chē)等設(shè)備，結(jié)合圖像識(shí)別、遙感和大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田病蟲(chóng)害的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和防治。通過(guò)智能植保技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲(chóng)害的精準(zhǔn)識(shí)別和定點(diǎn)噴灑，有利于減少農(nóng)藥使用量，降低環(huán)境污染，提高防治效果。

1.1.3智能灌溉技術(shù) 智能灌溉技術(shù)是指利用傳感器、自動(dòng)控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田水分的自動(dòng)化管理和調(diào)控。該技術(shù)可以根據(jù)土壤水分狀況、氣象條件和作物需水量等因素，精確控制灌溉量和灌溉時(shí)間，有利于提高水資源利用效率，減少水資源浪費(fèi)。例如，惠達(dá)科技智慧農(nóng)機(jī)的智能灌溉系統(tǒng)，就是中國(guó)智能灌溉農(nóng)機(jī)的先進(jìn)代表[3]。

1.2農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著各項(xiàng)前沿科技在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的拓展應(yīng)用，農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)將朝著更加智慧、高效和可持續(xù)的方向發(fā)展，數(shù)字化、智能化將進(jìn)一步加快釋放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、提高生產(chǎn)效率。一方面，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)將更加智慧，能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的作業(yè)及更高效的資源利用；另一方面，隨著公眾環(huán)保意識(shí)的逐年提高，農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)通過(guò)減少農(nóng)藥使用、節(jié)約水資源等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色化和可持續(xù)化。

1.3農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的應(yīng)用方式

農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)的應(yīng)用方式主要分為自主作業(yè)模式和協(xié)作作業(yè)模式。自主作業(yè)模式主要依賴(lài)于農(nóng)機(jī)自身的智能化技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人或少人化作業(yè)。這種模式通過(guò)集成先進(jìn)的傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備，使農(nóng)機(jī)能夠自主感知環(huán)境、規(guī)劃路徑、執(zhí)行作業(yè)任務(wù)，如拖拉機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航、智能植保無(wú)人機(jī)等。協(xié)作作業(yè)模式是指多臺(tái)農(nóng)機(jī)進(jìn)行協(xié)作，共同完成復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)。這種方式可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，優(yōu)化資源利用，在協(xié)作作業(yè)模式下，農(nóng)機(jī)之間需要進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)共享，以解決多臺(tái)農(nóng)機(jī)之間的協(xié)同問(wèn)題，如農(nóng)機(jī)編隊(duì)作業(yè)，利用無(wú)線通信技術(shù)傳輸和交互農(nóng)機(jī)與農(nóng)田、農(nóng)機(jī)與農(nóng)機(jī)的信息，有利于提高農(nóng)機(jī)作業(yè)的精準(zhǔn)度和協(xié)同性。

2農(nóng)機(jī)裝備智能化關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方向

2.1感知技術(shù)

感知技術(shù)是農(nóng)機(jī)裝備智能化的基礎(chǔ)，主要包括傳感器和圖像識(shí)別技術(shù)。傳感器負(fù)責(zé)采集農(nóng)田環(huán)境信息，如土壤濕度、氣象條件等，可為農(nóng)機(jī)作業(yè)提供數(shù)據(jù)支撐；圖像識(shí)別技術(shù)能夠?qū)χ参镞M(jìn)行識(shí)別和分析，為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能提供決策依據(jù)。GPS、可視化、跟蹤與環(huán)境感知技術(shù)是當(dāng)前農(nóng)機(jī)自主導(dǎo)航技術(shù)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)自主導(dǎo)航的重要保障[4]。

2.2控制技術(shù)

控制技術(shù)是農(nóng)機(jī)裝備智能化的核心，主要包括運(yùn)動(dòng)控制和作業(yè)控制。運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)能夠規(guī)劃農(nóng)機(jī)導(dǎo)航路徑，確保農(nóng)機(jī)能夠按照預(yù)定的軌跡和速度進(jìn)行作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)自主導(dǎo)航和避障，提高作業(yè)效率和安全性。作業(yè)控制技術(shù)可確保農(nóng)業(yè)機(jī)械在執(zhí)行具體農(nóng)業(yè)任務(wù)時(shí)精確有效，在傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整農(nóng)機(jī)作業(yè)參數(shù)，如播種密度、施肥量、收割高度等。

2.3通信技術(shù)

通信技術(shù)主要包括無(wú)線通信和云平臺(tái)技術(shù)。無(wú)線通信技術(shù)包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等[5]，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)田信息的傳輸和交互，穩(wěn)定有效地傳輸傳感器監(jiān)測(cè)信號(hào)和控制器發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。云平臺(tái)技術(shù)能夠存儲(chǔ)和共享農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)，為農(nóng)機(jī)裝備智能化提供大數(shù)據(jù)支持。

2.4數(shù)據(jù)分析技術(shù)

數(shù)據(jù)分析技術(shù)通過(guò)對(duì)大量的農(nóng)田、農(nóng)作物、農(nóng)機(jī)等相關(guān)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而為農(nóng)機(jī)作業(yè)提供準(zhǔn)確的作業(yè)參數(shù)和決策支持，主要包括大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)中最常用的就是農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控，如在保護(hù)性耕作和深松作業(yè)補(bǔ)助面積的核算上，在農(nóng)機(jī)上安裝監(jiān)控系統(tǒng)，可以在進(jìn)行農(nóng)機(jī)作業(yè)的同時(shí)，監(jiān)測(cè)作業(yè)合格率及作業(yè)面積，提高了監(jiān)管效率和準(zhǔn)確度。人工智能技術(shù)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)和深度計(jì)算等技術(shù)，讓農(nóng)機(jī)具備更高的智能度，以適應(yīng)不同的作業(yè)環(huán)境和任務(wù)需求。

3結(jié)語(yǔ)

農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，正以前所未有的速度改變著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的面貌。從感知技術(shù)到控制技術(shù)，再到通信技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破與創(chuàng)新，不僅提升了農(nóng)機(jī)作業(yè)的精準(zhǔn)度和效率，還極大降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。隨著國(guó)家政策的持續(xù)支持和科技的不斷進(jìn)步，農(nóng)機(jī)裝備智能化技術(shù)將朝著更加智慧、高效和環(huán)保的方向發(fā)展，從而為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化注入新的活力。