2020-10-09 09:13:20
多臺無人駕駛農(nóng)機競相上場演示。
只見一臺臺形態(tài)各異的農(nóng)機在田間或是“伸展雙臂”，或是“扭動腰肢”，或是行走自如。不僅駕駛艙內無人，周圍也不見人影。這，不是好萊塢科幻大片的一幕，而是山東理工大學生態(tài)無人農(nóng)場無人農(nóng)機裝備的演示現(xiàn)場。
該農(nóng)場位于山東省淄博市朱臺鎮(zhèn)，由山東理工大學與淄博禾豐種業(yè)公司合作共建，融合了精準農(nóng)業(yè)航空應用技術、生物防控、綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)機器人、人工智能、5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等高新技術，是國內首個生態(tài)無人農(nóng)場。
無人農(nóng)機八仙過“田”各顯神通
工作人員坐在農(nóng)場的“大腦”——指揮控制中心的辦公室里，用鼠標依次點擊智能農(nóng)機監(jiān)控信息化平臺系統(tǒng)中的“機器人派單”“裝備檢測”和“啟動”按鈕，指控中心外的農(nóng)機就發(fā)動起來，開始自主作業(yè)了。工作人員還可以通過空中無人機傳回的實時圖像，在屏幕上觀看田里所有機械作業(yè)的畫面。
窗外，一臺由山東理工大學自主改造的無人駕駛拖拉機正在田間行駛。據(jù)該校計算機學院教授王志強介紹，該款機械采用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)精確定位，利用學校智慧農(nóng)業(yè)團隊自主研發(fā)的電動方向盤和導航控制器實現(xiàn)作業(yè)全程無人化，并通過自主研發(fā)的云平臺遠程控制系統(tǒng)對機器遠程控制。“這臺在淄博的機器，我們就算人在濟南，也能通過遠程遙控，指揮它作業(yè)。”王志強說，不僅如此，該機具還能實現(xiàn)直線自動駕駛、地頭自動掉頭、主機-機具一體化控制等功能。
引起參觀者嘖嘖稱奇的還有該校研制的一款不打農(nóng)藥、只打“水”的植保無人車—電生功能水生態(tài)植保無人車。“這款車只以鹽水為原料，其自帶的電生功能水發(fā)生裝置可將鹽水轉化為電生功能水。”山東理工大學教授張彥斐告訴記者，這種“水”對于由細菌、真菌、病毒引起的常見農(nóng)作物病害以及部分蟲卵，具有廣譜、高效、快速的滅殺作用，能防控80％以上的農(nóng)業(yè)微生物病害，可替代40％以上的傳統(tǒng)化學農(nóng)藥，促進作物增產(chǎn)20％以上。其適用性也非常廣泛，可應用于大田作物以及蔥、姜、蒜等高附加值經(jīng)濟作物。是一款無污染、無藥害、無殘留、無抗藥性的綠色、生態(tài)型植保作業(yè)機械。
不僅地面機械神通廣大，“空中精靈”植保無人機也不容小覷。當天演示的植保無人機每小時作業(yè)可達100-200畝，與人工作業(yè)相比，效率提升數(shù)十倍，可減少農(nóng)藥使用量30％。
無人駕駛農(nóng)機能夠極大地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高作業(yè)精準度，也能為解決未來“誰來種地”問題提供思路。“這次演示的無人駕駛技術屬于國內領先，涉及耕種管收全過程，已經(jīng)實現(xiàn)了農(nóng)機直行、轉向、倒車等控制，拖拉機跟特定的農(nóng)機具（旋耕機、播種機）也實現(xiàn)了良好的協(xié)同作業(yè)與配合。”生態(tài)無人農(nóng)場團隊負責人、法國歐洲科學院院士蘭玉彬教授總結道。
布下“天羅地網(wǎng)”實現(xiàn)有機循環(huán)
指控中心的云平臺監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以指揮農(nóng)機在無人駕駛的情況下在田間自由奔走，還可以對農(nóng)場進行整體調控，監(jiān)控農(nóng)場內的作物生長環(huán)境、土壤狀態(tài)以及所有機具的作業(yè)狀態(tài)，并進行智能實時調控。如此神奇的操作是如何實現(xiàn)的呢？
“這主要靠的是天空地一體化信息獲取系統(tǒng)、5G網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)、云平臺等技術支撐。”蘭玉彬說。農(nóng)場的智能農(nóng)機監(jiān)控信息化平臺系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對無人農(nóng)機的作業(yè)監(jiān)控、路徑規(guī)劃、指揮調度和設備預警等功能。無人農(nóng)機采用北斗GPS系統(tǒng)＋姿態(tài)傳感器實時獲取自身的高精度定位信息，并采用5G網(wǎng)絡發(fā)送至云平臺。結合GIS系統(tǒng)，操作人員可以在辦公室里對農(nóng)機進行精準操控，真正實現(xiàn)農(nóng)機的無人應用，讓一個人管理上千畝田地成為可能。
此外，農(nóng)場利用在太空中的高分一號衛(wèi)星獲取農(nóng)田遙感信息，主要包括農(nóng)場的旱澇、整體長勢農(nóng)情等。天空中則利用無人機搭載高光譜、多光譜分析儀，其高清晰度攝像頭，可對農(nóng)作物的主要長勢、病蟲害情況等進行實時監(jiān)控。地面上則建立了無人值守氣象站，實時監(jiān)測空氣的溫、濕度，光照度、降水量等信息。地下則布設了多個自動化土壤墑情傳感器，自動化土壤溫、濕度、養(yǎng)分檢測儀，自動進行測土配方。
“然后所有這些信息通過淄博市第一個5G基站，實時傳送到農(nóng)場指控中心的物聯(lián)網(wǎng)云平臺，再利用云計算進行分析處理，結合農(nóng)場的農(nóng)資管理、歷史產(chǎn)量等數(shù)據(jù)信息，形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)。”王志強說，同時基于機器學習、深度學習等人工智能核心技術，形成智慧農(nóng)業(yè)“云大腦”，智能化地判斷農(nóng)場的作物是否需要施肥、澆水、施藥，從而給出耕種管收智慧化決策。
打造可復制的生態(tài)無人農(nóng)場樣板
據(jù)了解，無人農(nóng)場在國內并非獨此一家。而該農(nóng)場的可貴之處，除了將農(nóng)機與人工智能、農(nóng)情與數(shù)據(jù)信息等深度融合外，還將生態(tài)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合。
記者了解到，該農(nóng)場通過開展土壤、水體、大氣監(jiān)測網(wǎng)絡及農(nóng)場生態(tài)環(huán)境建設規(guī)劃，實施測土配方精準施肥技術、秸稈綜合再利用、禽畜糞便有機化處理與施用技術、綠色生物防控病害蟲綜合治理、航空植保變量施藥、精準灌溉等各種生態(tài)技術措施，構建了一個綠色、循環(huán)、生態(tài)三位一體的可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。
比如農(nóng)場的養(yǎng)牛車間，通過生物菌發(fā)酵技術處理牛糞，既減少了污染和異味，又能實現(xiàn)糞便還田，以肥養(yǎng)地。牛的尿液富含氮，經(jīng)過生物菌技術處理后可以生成球藻，放入魚藕共生的荷塘后，最后經(jīng)過養(yǎng)魚凈化的水，可以澆地或作牲畜的飲用水。一個立體種養(yǎng)、閉合式生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的雛形清晰可見。
今年，農(nóng)場在精準農(nóng)業(yè)航空應用、現(xiàn)代農(nóng)機、農(nóng)藝、育種及數(shù)字化和生態(tài)沃土等技術的綜合推動下，創(chuàng)造了畝產(chǎn)856.9公斤的全國小麥高產(chǎn)紀錄。“我們自2019年開始，計劃用五年時間將無人農(nóng)場建設成為一個耕種管收無人作業(yè)，融合大田、大棚、果園、畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖的生態(tài)、綠色循環(huán)無人農(nóng)場，并且是可復制、可推廣的。”蘭玉彬對未來充滿信心。記者 顏旭
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