智能農機:讓農民變“碼農”

2019/6/6 14:10:48     中國科學報

  

?

201966530246250.jpg

在洛陽城郊的智能農機精準農業示范基地,銀色的無人駕駛拖拉機正在測試,為批量生產做最后的準備。


5月的洛陽,春耕夏種農事忙。

在城郊的智能農機精準農業示范基地,幾臺銀色的無人駕駛拖拉機正在測試,為批量生產做最后的準備。同普通的輔助駕駛農機不同,這幾臺拖拉機沒有駕駛艙,外型看起來更像一個機甲。

它們是中科院科技成果轉移轉化重點專項(弘光專項)支持研發的“超級拖拉機I號”,最大亮點是基于衛星的智能網聯。有了它們,萬畝級的農機示范基地,只需要三四個人指揮將近20臺智能農機,就能完成全部的耕地、播種、灑水、打藥等作業。設定好時間和路線,它們甚至可以半夜“加班”,24小時無休。

暢想未來,當農業機械足夠智能,農民將不再需要面朝黃土背朝天,而是面對著電腦或手機終端,控制機械完成農業生產。那時,農民這一職業也許會像現在的“碼農”一樣,成為21世紀最時髦的工種。

“超級拖拉機I號”誕生

洛陽北郊的萬畝丘陵農耕示范基地正在做“宜機化”改造,不久的將來,新一代無人化農業生產模式將在這里率先啟航。在黃河三角洲和呼倫貝爾,還有上萬畝的中科院農業示范基地蓄勢待發,即將迎來“超級拖拉機I號”的規?;瘧檬痉?。

有了這個法寶,耕地、平地、覆膜、播種等作業全部由搭載自動導航系統的智能拖拉機完成,通過衛星定位導航,拖拉機可按預設路徑自動巡航、勻速前進、精準播種。不僅節省人力、提高效率,還能改變粗放的播種方式,覆膜、播種橫平豎直,作業偏差小,提高了土地、種子、化肥的利用率。

“超級拖拉機I號”的背后是國內智能農機數據量最大的“智能農機大數據平臺”,通過傳感器采集各種農藝數據,經過大數據分析指導農業生產。

《中國科學報》了解到,“超級拖拉機I號”的核心技術來源于北京中科晶上科技股份有限公司(以下簡稱中科晶上)—— 一家由中科院計算技術研究所(以下簡稱計算所)孵化的企業,主攻我國無線通信領域關鍵技術瓶頸——核心器件、軟件和解決方案。

“這是全國第一臺真正意義上的新能源動力無人駕駛智能農機。同傳統農機相比,智能農機完成了農機從傳統制造業向智能服務型制造的轉變?!庇嬎闼呒壒こ處?、洛陽中科晶上智能裝備科技有限公司總經理張玉成告訴《中國科學報》,這將是中國農機工業走向高端的起點。

作為國內首款無駕駛室的純電動拖拉機,“超級拖拉機I號”由“大腦”——無人駕駛系統、智能控制系統,“心臟”——動力鋰電池系統、中置電機及驅動系統,“耳朵”——智能網聯系統等組成。整機重量達1.6噸,目前可實現4小時滿負荷工作。

相關技術人員告訴記者,智能程度更高、馬力更大的“超級拖拉機Ⅱ號”正在研發中。

鄉村振興 農機先行

隨著人口老齡化加劇和農業人口減少,我國農業生產必將經歷“機器換人”的過程。根據《農機裝備發展行動方案(2016~2025)》,到2025年,全國主要農作物耕種收綜合機械化率將達到68%。

張玉成表示,農機裝備領域是《中國制造2025》的十大領域之一,但亟須解決低端產品產能過剩、高端產品原始創新能力不足、關鍵零部件依賴進口的問題。

2004年,我國出臺農機購置補貼政策,這之后的十年被稱為中國農機制造業的“黃金十年”。2016年,我國2300多家規模以上農機生產企業的總產值近4500億元,生產規模躍居世界首位。

但是,國際市場數據顯示,在沒有補貼的情況下,全球前三名農機企業2015年收入達619億美元,與我國2300余家企業收入相當。

張玉成指出,農機領域我國自主創新投入少差距大,重要產品和工藝技術幾乎全部依靠引進,產業利潤極低,技術處于跟跑階段。但第三代農機美國2016年才起步,和我們站在了同樣的起跑線上。

第三代農機即指智能農機,技術體系包括無人駕駛、高精度定位、大功率電機控制、路徑規劃技術、電子控制芯片、大數據分析系統等。由于門檻較高,目前市場進入者還不多。

“智能化、定制化是農機發展的未來方向?!睆堄癯芍赋?,農業生產同地理、氣候、土壤、水質、作物品種等息息相關,農機創新體系不能簡單引進,尤其是我國地形復雜,農機產品更需要多樣性開發、個性化定制。

“我們的目標是發展高端智能農機,服務國家鄉村振興戰略?!睆堄癯烧f。

破解科研產業“兩張皮”

近3年,張玉成每周都要從北京往返洛陽一次,和當地技術人員對接,推進“超級拖拉機I號”的研發,“成了半個洛陽人”。

計算所在洛陽市的發展也一年上一個臺階。2014年,計算所和洛陽市政府簽署戰略合作協議;2015年,計算所洛陽分所正式成立;2017年,洛陽分所聯合其他幾家單位成立河南省智能農機創新中心;2018年“超級拖拉機I號”問世;2019年,國家農機裝備創新中心正式通過工信部論證,成為國家級平臺。

之所以發展這么快,張玉成認為,這得益于所領導在科研產業深度結合方面的戰略思考和頂層布局,計算所洛陽分所自落地起,便同拖拉機、軸承等洛陽市優勢產業緊密結合,有的放矢。

目前,國家農機裝備創新中心這一平臺已經聚集了10余家中國科學院內農機相關技術研究單位、7所高校和30余家企業,上中下游合作創新。

例如:“超級拖拉機I號”就是由中科晶上提供整機系統方案和衛星通信等核心技術;中科院微電子所提供無人駕駛技術;中科院合肥物質院提供傳感器;中國農機工業的龍頭企業中國一拖提供拖拉機車架、換擋等技術和應用場景數據等。

對于技術的市場化路徑,張玉成體會很深:“從研發到技術到產品到產值,這條鏈太長,企業想要產品,科研人員則擅長出專利,交流往往不在一個頻道上。我認為科研人員也不能過分依賴國家項目扶持,而要按市場規則實現科研成果轉化?!?/span>

如今,在中心這個大平臺下,科研人員只負責提供專利,簽署技術買賣協議,再根據需求去委托開發。

這種創新模式目前成效初顯。在我國農機芯片和操作系統完全依賴進口產品的大背景下,2018年,中心研發出國內首款智能農機定制芯片——“神農I號”芯片,以及被喻為拖拉機“安卓系統”的“珊瑚”操作系統等。

“都說‘懂芯片的不懂農業、懂農業的不懂芯片’,計算所和中國一拖的合作,成功打破了這一魔咒?!睆堄癯烧f,“我們想建立中國人自主可控的農機創新體系,用核心技術擺脫農機產業低附加值的窘境?!?/span>

 
pk10计划