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未来,谁来种地?可能是这些机器

来源:科技日报2020-05-11 浏览量:0

 科技日报记者 叶青

“快看,来了!”

只见一台无人驾驶的水稻直播机灵活驶出机库,沿着机耕道行驶,到了拐弯处,自动减速,优美转弯,准确进入田间自主作业。它不惧烈日,在田里忙碌跑了32圈,14亩水稻田1.3小时内全部播种完毕。

你能想象“无人农场”如今正在变成现实吗?9日,在华南农业大学增城教学科研基地,中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文团队展示了水稻无人农场直播技术。“我们的对行精度可以达到2厘米,可以实现水稻生产耕整、种植、田间管理和收获全程无人机械化作业。”罗锡文说。这位广东农村科技特派员的新目标——“无人农场”正在实现中,以解决未来农田谁来种的问题。

什么是无人农场?

“无人农场是现代农业建设的标志,代表了未来智慧农业的方向。世界各国都竞相将其作为发展重点,我们中国人一定要在这种高端农业技术领域拥有自己的话语权。”罗锡文一直抱着“将农民从辛苦劳作中解放出来,用智能化促进农业生产提质增效和降低成本”的心愿。从2004年开始,他带领团队就开展了无人驾驶农业机械关键技术的研究。

“什么是无人农场?我用了五句话来概括。”谈到老本行,罗锡文熟稔于心,“耕种管收生产环节全覆盖;机库田间转移作业全自动;自动避障异况停车保安全;作物生产过程实时全监控;智能决策精准作业全无人。

无人农场这一先进技术将颠覆传统农业。以后比农民更忙碌的是农场计算机管理系统。从耕整到收获各阶段作物的生长状况及病虫草害情况,计算机管理系统都可实时进行监控,一旦田中缺水了,就会提醒农民去灌水;哪一块田需要施肥了,有病害了,都会及时提醒农民。可以完全实现智能决策和精准作业,大幅度降低农业生产成本,实现增产增收、保护生态环境,促进农业可持续性发展。

“无人驾驶播种机从机库出来前,主要是事先确定各关键坐标点,采用北斗卫星定位技术和融合定位算法,机器就可以知道自己走到什么地方了,什么时候需要转弯,什么时候下田。”罗锡文告诉科技日报记者,这套系统的编程技术均是团队自主完成的。

罗锡文说,采用这种旱直播方式,播后立即上水,让土壤、稻种都能“吃饱水”,发芽后根粗苗壮。在新疆就是采用这种旱直播方式,三年水稻亩产都超过1000公斤。

在无人驾驶播种机头上,有两个可爱的“蘑菇头”,这是北斗卫星天线。无人农场的实现,全靠高科技。“农业机械自动导航作业技术是无人农场的关键核心技术,我们取得了三大创新成果。”罗锡文一一介绍。

定位最为关键。拖拉机走得准不准,关键在于位置是否找准了。播种机上的“蘑菇头”,就是用来测量拖拉机的位置,实现高精度定位,加上姿态仪,还可精准测量机器前后俯仰和左右倾斜的位姿。

“我到新疆推广无人驾驶播种机时,农民拿个尺子在播种机后面量,要求我们对行误差不能超过2厘米,因为这样可以节省土地,一块地可以多播几行啊。”罗锡文说,根据农民的实际需求,团队创新提出全区域覆盖作业路径规划方法、复合路径跟踪控制算法、自动避障和主从导航控制技术,提高了农机导航精度和作业效率,“今天演示的田地是14亩,64米宽,机器作业宽度为2米,对行误差控制在2厘米”。

此外,团队研发出具有自主知识产权的农机自动导航作业线控装置和农机北斗自动导航产品,将转向控制、油门调节等自动操纵控制装置有效集成,实现了水稻无人农场自主旋耕作业。

团队先后研制成功无人驾驶旋耕机、无人驾驶播种机、无人驾驶插秧机、无人驾驶高地隙宽幅喷雾机和无人驾驶收获机。其中水田自动导航技术居国际领先水平,满足旱地和水田耕整、种植、植保和收获等环节精准作业需要,打破了国外技术垄断。

“无人驾驶不等于无人农场。过去大家觉得无人农场就是无人驾驶,这是两个不同概念。”罗锡文指出,无人驾驶是指没有人驾驶,但无人农场从种到收各环节都是无人作业的。无人农场需要各种技术的支持,无人驾驶是无人农场的支撑技术之一。

预计5年后进入推广阶段

“科研成果多厉害,东西做得多好,关键是要看在实际中好不好用。放在实验室里只能叫样品。只有被企业看中,实现了成果转化,才叫产品。最后卖给农民了,才是商品。”16年来,在开展无人驾驶农业机械关键技术研究中,罗锡文感触最深的是,技术一定要转化,这也是今天这个技术能在中国有一席之地的关键。

他们和国内一龙头企业合作,由团队提供软硬件技术,由企业研发生产,相互合作,实现了双赢。

无人农场何时可全面推广呢?“预计5年后进入推广阶段,10年后加快推广速度。”罗锡文透露,无人农场将率先在黑龙江、新疆、华北平原等地区实现。因为受限于地块小和水田作业难度大,南方相对会慢一些。

他认为,南方地区推进农业机械化和智能化需要解决两大难题,一是扩大经营规模,二是加强土地整治。“这两点也是中央反复强调的。发展现代农业,不能再像以前仅种植3亩、5亩地,而是要土地连片”。

“无人农场技术要做到像傻瓜相机一样简单操作,还有难度。要求每个农民都掌握这种技术,也不现实。”罗锡文坦言,将来要培养一大批基层农机技术人员来指导农民操作,这是一个艰巨任务。

编辑:何思哲

责编:王红岩

主编:史    昆

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