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人機智能協(xié)作引領蔬菜規(guī)?;a邁入新時代

2020-11-09 10:06:09   

人機智能協(xié)作引領蔬菜規(guī)模化生產邁入新時代

應用蔬菜規(guī)模化生產人機智能協(xié)作技術采收露天甘藍?!☆佇瘛z

在一片露地甘藍地里,收獲機和裝卸車齊頭并進,伴隨著隆聲陣陣,一顆顆露地甘藍被收獲機卷起,順著傳送帶的軌道次第落入裝卸車內。走近一看,收獲機駕駛艙內竟然空無一人。這一充滿“科技感”的一幕發(fā)生在位于北京小湯山的國家現代農業(yè)科技示范展示基地里,正在展示的是蔬菜規(guī)?;a人機智能協(xié)作技術收獲環(huán)節(jié)。

蔬菜規(guī)?;a人機智能協(xié)作技術是2020年農業(yè)農村部10大引領性技術之一,由全國農業(yè)技術推廣服務中心、北京農業(yè)信息技術研究中心牽頭。此項技術以現代化農機農藝融合、人類經驗與機器智能協(xié)作為主線,以智能化管理技術為支撐,通過天空地立體化監(jiān)測傳感網絡、農業(yè)大腦和智能作業(yè)集群研發(fā),針對不同品種、不同生產模式、不同生產區(qū)域條件等應用場景進行科學組配和集成應用,集中實現了蔬菜規(guī)模化生產全生長周期的人機智能協(xié)作管理。

天地空一體化監(jiān)測農情更高效

蔬菜種的到底怎么樣?有沒有病蟲害?傳統(tǒng)方式只能靠眼看、手摸,但蔬菜規(guī)?;a人機智能協(xié)作技術卻構建了以衛(wèi)星、雷達、無人機、傳感器等為載體的天空地立體化監(jiān)測傳感網絡,給蔬菜裝上了“感知中樞”,可以感知到水土氣、作物長勢、蟲情、干旱、洪澇、作物產量等農情。

國家農業(yè)信息化技術研究中心朱華吉研究員介紹說,基于5G測控網絡實現蔬菜全生育期各生產要素信息的精細化監(jiān)測和實時化匯集,大范圍、實時和動態(tài)的農情信息精準獲取,支撐農情信息實時分析和預警決策、智能農機裝備的啟停、行駛、轉向、避障等人機智能協(xié)作管控。各類感知設備、作業(yè)設備、農田設施的精準定位、主動關聯感知,形成安全高效的農業(yè)實時化監(jiān)測技術體系。

大數據驅動技術決策更智慧

遇到蟲害如何打藥?干旱天氣要灌溉多少水?在傳統(tǒng)農業(yè)中,作物的澆水、施肥、打藥完全靠感覺、經驗,而在蔬菜規(guī)?;a人機智能協(xié)作技術的加持下,這些決策由大數據驅動的“智慧大腦”來決定了。

在蔬菜生產的耕整地、播種/育苗、移栽、植保、灌溉施肥、收獲等關鍵環(huán)節(jié),通過信息采集匯聚,構建氣象、土壤、基肥、病害、農機、市場等蔬菜生產底數資源池,利用環(huán)境調優(yōu)控制、病蟲害智能診斷、營養(yǎng)狀況分析、施藥配方生成、植保作業(yè)路徑規(guī)劃、采收量規(guī)劃等模型方法,制定蔬菜不同品種、不同氣候條件、不同生長階段的適宜生產管理方案,向智能作業(yè)集群下達自主作業(yè)指令。

北京農業(yè)信息技術研究中心副主任吳華瑞說:蔬菜規(guī)?;a人機智能協(xié)作技術融合了農機農藝、人類經驗與機器智能協(xié)作,實現蔬菜生產全流程智能化預警、分析、決策以及智能裝備自動配置與精細化參數調優(yōu)作業(yè)。比如采收環(huán)節(jié)運用了北斗導航技術。“北斗導航技術可實現精準定位,特別是在甘藍機里面實現精準對行,這樣保證在收獲和移栽的時候不漏窩,也不損壞果實。”

引領性技術推動蔬菜產業(yè)高質量發(fā)展

我國既是蔬菜生產大國,又是蔬菜消費大國,在我國,蔬菜是除糧食作物外栽培面積最廣、經濟地位最重要的作物,關系國計民生。朱華吉認為,蔬菜產業(yè)“機器替代人力”“電腦替代人腦”是未來發(fā)展方向,未來農民通過一部手機就可以操控田間的管理、生產、收獲,無縫對接農業(yè)標準化種植、精細化管理。一方面,隨著農村勞動力加快轉移、農業(yè)生產人工成本不斷攀升,能夠實現穩(wěn)生產、提效率、降成本、增效益的“機器換人”也漸成趨勢。另一方面隨著土地的流轉集中,農業(yè)的經營越來越呈現規(guī)?;?、標準化的方向,這樣通過應用大型的農機裝備和智慧裝備,實際上每畝平均成本在逐步降低。

全國農技中心主任魏啟文表示,蔬菜規(guī)?;a人機智能協(xié)作技術基于5G網絡、北斗導航、人工智能等,針對蔬菜生產關鍵環(huán)節(jié),實現了蔬菜生產全流程環(huán)節(jié)的信息立體化感知、大數據驅動決策、裝備集群作業(yè)控制的有機整合,提升蔬菜生產管理水平,為發(fā)展現代化綠色蔬菜產業(yè)提供引領性技術和示范模式。

“該技術通過利用數據化的精量決策控制模型代替了經驗性粗放管理,實現了水肥藥的精準利用,提質增效效果明顯。”吳華瑞介紹說,平均可減少人工投入成本一半以上,水、肥、藥施用量也大幅減少,無論露地蔬菜還是設施蔬菜畝均可實現節(jié)本增效,在節(jié)約生產成本的同時還能保護了農業(yè)生態(tài)環(huán)境,具備顯著的經濟、社會和生態(tài)效益。目前該技術正準備在甘肅、浙江、江蘇等集中連片的甘藍生產區(qū)推廣。“當地正在做設備的集成實驗,計劃在明年四月份春茬的時候,首先在甘肅進行12萬畝的甘藍無人化移栽活動。”

農業(yè)農村部科技教育司有關負責人表示,近年農業(yè)農村部每年遴選發(fā)布10大綠色增產、節(jié)本增效、生態(tài)環(huán)保、質量安全的引領性技術,有效發(fā)掘了技術成果潛力,加快了技術推廣應用,探索了符合新時期要求的技術推廣做法經驗,引領帶動了農業(yè)產業(yè)升級換代。下一步,將繼續(xù)打造引領性技術集成示范這個“金字招牌”,充分發(fā)揮國家現代農業(yè)科技示范展示基地的載體作用,推動兩項工作協(xié)同發(fā)展、互融互促,為農業(yè)高質量發(fā)展提供更為有力的科技支撐。 記者 李麗穎 顏旭

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