11月22日,第十二屆中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展論壇暨2025中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)年會(huì)“智能農(nóng)機(jī)裝備發(fā)展”專場(chǎng)在浙江杭州舉行,來(lái)自高校、科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)的頂尖專家學(xué)者齊聚一堂,圍繞智能農(nóng)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)與場(chǎng)景應(yīng)用等核心議題展開(kāi)深度研討。會(huì)議通過(guò)主題報(bào)告、專題交流等形式,全面展現(xiàn)我國(guó)智能農(nóng)機(jī)裝備發(fā)展的最新成果,明確產(chǎn)業(yè)從技術(shù)積累向規(guī)模化推廣轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑,為農(nóng)業(yè)全鏈條數(shù)字化、綠色化升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
技術(shù)創(chuàng)新多點(diǎn)突破 構(gòu)建智能農(nóng)機(jī)核心能力
中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)莫廣剛研究員表示,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的核心是裝備智能化與綠色化,智能農(nóng)機(jī)裝備已成為保障國(guó)家糧食安全、培育農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的“國(guó)之重器”。本次會(huì)議上,多位專家展示了我國(guó)在智能農(nóng)機(jī)核心技術(shù)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展,覆蓋農(nóng)業(yè)航空、人工智能應(yīng)用、新能源動(dòng)力等多個(gè)關(guān)鍵方向。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭玉彬教授帶來(lái)的“空地一體化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系”,經(jīng)過(guò)近二十年打磨已形成完整架構(gòu),涵蓋低空遙感、精準(zhǔn)施藥、大數(shù)據(jù)可視化等核心內(nèi)容。據(jù)全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心最新數(shù)據(jù),我國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量超30萬(wàn)臺(tái),年作業(yè)量突破30億畝次,占全國(guó)低空飛行活動(dòng)的98.27%,在病蟲害防治、果園管理等環(huán)節(jié)成為關(guān)鍵裝備。蘭玉彬教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的防漂移噴霧無(wú)人機(jī)、自主障礙識(shí)別無(wú)人機(jī)等特色裝備,以及風(fēng)洞、PIV測(cè)試設(shè)備等試驗(yàn)平臺(tái),為產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)提供了重要支撐,而激光雷達(dá)與新一代傳感器技術(shù)的應(yīng)用,正逐步攻克無(wú)人機(jī)電線識(shí)別、飛行安全等關(guān)鍵難題。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所周國(guó)民研究員系統(tǒng)梳理了人工智能在農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。他指出,深度學(xué)習(xí)近十年的突破得益于“大數(shù)據(jù)+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)+GPU”三要素的協(xié)同推動(dòng),而ImageNet等大規(guī)模標(biāo)注數(shù)據(jù)集成為技術(shù)跨越式發(fā)展的重要里程碑。目前,AI技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)病蟲害識(shí)別、農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)、精準(zhǔn)灌溉等場(chǎng)景,其中目標(biāo)檢測(cè)、圖像分類等方法占據(jù)主導(dǎo)。但周國(guó)民研究員也強(qiáng)調(diào),農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模公共數(shù)據(jù)集不足、數(shù)據(jù)量偏小等問(wèn)題,仍是制約技術(shù)進(jìn)一步提升的關(guān)鍵瓶頸。他提出,智能農(nóng)機(jī)并非簡(jiǎn)單的無(wú)人駕駛設(shè)備,而是機(jī)械裝備與人工智能的深度融合體,需通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、智能算法與裝備控制的閉環(huán)協(xié)同,構(gòu)建核心計(jì)算引擎能力。
在新能源農(nóng)機(jī)領(lǐng)域,南京農(nóng)業(yè)大學(xué)汪小旵教授針對(duì)丘陵山地、設(shè)施農(nóng)業(yè)等場(chǎng)景需求,分析了小型農(nóng)機(jī)電動(dòng)化智能化的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)45%-50%的耕地分布在丘陵山地,加之農(nóng)村勞動(dòng)力老齡化,小型農(nóng)機(jī)需求持續(xù)增長(zhǎng)。新能源農(nóng)機(jī)具備零排放、低噪聲、維護(hù)便捷等優(yōu)勢(shì),適配智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。當(dāng)前主流的純電動(dòng)、增程式、插電式混合動(dòng)力三種技術(shù)路線各有側(cè)重,其中插電式混合動(dòng)力因兼具高熱效率與長(zhǎng)續(xù)航,成為應(yīng)用最廣的模式。汪小旵教授強(qiáng)調(diào),未來(lái)需重點(diǎn)攻關(guān)電池續(xù)航與安全、專用電機(jī)與減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電控智能化等關(guān)鍵技術(shù),破解傳統(tǒng)小型農(nóng)機(jī)場(chǎng)景適應(yīng)性不足、智能化基礎(chǔ)薄弱等難題。
產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)力 打通成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”
與會(huì)專家認(rèn)為,當(dāng)前我國(guó)智能農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)正處于從技術(shù)積累向規(guī)?;茝V的關(guān)鍵窗口期,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與成果轉(zhuǎn)化是突破發(fā)展瓶頸的核心抓手。江蘇大學(xué)徐立章教授介紹了該校通過(guò)學(xué)科交叉推動(dòng)智能農(nóng)機(jī)創(chuàng)新的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。學(xué)校成立江蘇省學(xué)科交叉中心及綜合學(xué)部,構(gòu)建跨材料、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),在傳感器自主研發(fā)、農(nóng)機(jī)混動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)、田間智能管理等五大方向形成體系化布局。其研發(fā)的大馬力拖拉機(jī)混動(dòng)增程系統(tǒng),節(jié)能率超28%,已在新疆完成深松與整地作業(yè)驗(yàn)證;獼猴桃采摘機(jī)器人則通過(guò)性能與成本的平衡設(shè)計(jì),具備了產(chǎn)業(yè)化推廣條件。徐立章教授強(qiáng)調(diào),多學(xué)科深度交叉是智能農(nóng)機(jī)創(chuàng)新的必由之路,只有打破產(chǎn)學(xué)研連接壁壘,才能提高科技成果從實(shí)驗(yàn)室走向田間地頭的轉(zhuǎn)化效率。
在人形農(nóng)業(yè)機(jī)器人這一前沿領(lǐng)域,浙江大學(xué)貢亮教授團(tuán)隊(duì)的研究為復(fù)雜農(nóng)業(yè)作業(yè)提供了新思路。團(tuán)隊(duì)提出“機(jī)器人應(yīng)具備可發(fā)育的大腦”理念,構(gòu)建端到端的自然示教與模仿控制框架,結(jié)合視覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)控制與認(rèn)知模型,使機(jī)器人能夠在作業(yè)過(guò)程中持續(xù)學(xué)習(xí)。針對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變、傳統(tǒng)控制方法適應(yīng)性不足的問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)采用逆強(qiáng)化學(xué)習(xí)與模仿學(xué)習(xí)結(jié)合的方案,攻克了遮擋果實(shí)抓取等復(fù)雜場(chǎng)景的操作難題。通過(guò)視覺(jué)感知、動(dòng)作捕捉服、遠(yuǎn)程VR操作等技術(shù),研發(fā)的人形機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)采摘場(chǎng)景的自主與半自主控制,為農(nóng)業(yè)精細(xì)作業(yè)提供了全新解決方案。貢亮教授表示,人形機(jī)器人在雙臂協(xié)同、通用工具適配等方面的天然優(yōu)勢(shì),使其成為應(yīng)對(duì)采摘、巡檢等復(fù)雜作業(yè)的潛在核心裝備。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所金誠(chéng)謙研究員在對(duì)比國(guó)際發(fā)展經(jīng)驗(yàn)時(shí)指出,歐美智能農(nóng)機(jī)強(qiáng)調(diào)裝備本體智能化,傳感器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)高度集成,且企業(yè)間接口標(biāo)準(zhǔn)成熟,實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與農(nóng)具的高水平互聯(lián)互通;日韓則側(cè)重便捷化操作,通過(guò)集成控制系統(tǒng)降低人工負(fù)擔(dān)。相比之下,我國(guó)智能農(nóng)機(jī)成果多集中在后裝導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域,裝備本體智能化不足、傳感器自主化程度低、接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題突出。他強(qiáng)調(diào),智能農(nóng)機(jī)的本質(zhì)是“感知—決策—作業(yè)—管控”的系統(tǒng)閉環(huán),未來(lái)需加強(qiáng)本體智能化建設(shè),建立統(tǒng)一的控制接口與通信標(biāo)準(zhǔn),提升關(guān)鍵傳感器研發(fā)封裝能力,始終以農(nóng)藝需求、作業(yè)效率和質(zhì)量提升為根本目標(biāo)。
政策場(chǎng)景雙輪驅(qū)動(dòng) 擘畫產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展新藍(lán)圖
莫廣剛研究員指出,新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn),大數(shù)據(jù)、人工智能、低空經(jīng)濟(jì)、新能源技術(shù)等與農(nóng)業(yè)農(nóng)村的深度融合,正重塑農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)邏輯和產(chǎn)業(yè)范式。我國(guó)農(nóng)機(jī)化發(fā)展已從“有機(jī)可用”的基礎(chǔ)普及階段,邁向“好機(jī)好用、智慧善用”的高質(zhì)量發(fā)展新階段。在“雙碳”目標(biāo)推動(dòng)下,電動(dòng)拖拉機(jī)、氫能收獲機(jī)等新能源裝備正從示范應(yīng)用走向規(guī)模化推廣,北斗導(dǎo)航、農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、無(wú)人農(nóng)場(chǎng)協(xié)同系統(tǒng)等智能技術(shù)的持續(xù)迭代,推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)全面轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。
針對(duì)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的政策瓶頸,蘭玉彬教授提出具體建議。當(dāng)前150kg最大起飛重量限制和30m空域高度限制,制約了更大載荷、更遠(yuǎn)距離任務(wù)型無(wú)人機(jī)的發(fā)展。他認(rèn)為,未來(lái)應(yīng)結(jié)合作業(yè)實(shí)際需求和技術(shù)成熟度,優(yōu)化相關(guān)政策措施,為農(nóng)業(yè)航空裝備的升級(jí)拓展空間。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,農(nóng)業(yè)航空裝備與地面智能裝備的協(xié)同發(fā)展,將共同構(gòu)成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的核心智能化力量。
與會(huì)專家認(rèn)為,智能農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展需緊扣國(guó)家戰(zhàn)略需求,在政策引導(dǎo)與場(chǎng)景拓展的雙輪驅(qū)動(dòng)下,持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步搭建高水平學(xué)術(shù)交流平臺(tái),完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)與人才體系建設(shè);在應(yīng)用場(chǎng)景上,重點(diǎn)加強(qiáng)丘陵山區(qū)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、畜牧養(yǎng)殖等新場(chǎng)景的裝備適配與模式創(chuàng)新;在政策支持上,優(yōu)化低空經(jīng)濟(jì)、新能源農(nóng)機(jī)等領(lǐng)域的配套措施,為技術(shù)創(chuàng)新與規(guī)模化應(yīng)用創(chuàng)造良好環(huán)境。與會(huì)專家認(rèn)為,隨著技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)突破、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的不斷深化、政策環(huán)境的逐步完善,智能農(nóng)機(jī)裝備將在保障國(guó)家糧食安全、推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型、培育農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力等方面發(fā)揮更大作用,為農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)支撐。
作者:農(nóng)民日?qǐng)?bào)全媒體記者 李麗穎
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