2020-05-11 08:59:00
“快看，來了！”
只見一臺無人駕駛的水稻直播機靈活駛出機庫，沿著機耕道行駛，到了拐彎處，自動減速，優(yōu)美轉(zhuǎn)彎，準確進入田間自主作業(yè)。它不懼烈日，在田里忙碌跑了32圈，14畝水稻田1.3小時內(nèi)全部播種完畢。
你能想象“無人農(nóng)場”如今正在變成現(xiàn)實嗎？9日，在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教學(xué)科研基地，中國工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授羅錫文團隊展示了水稻無人農(nóng)場直播技術(shù)。“我們的對行精度可以達到2厘米，可以實現(xiàn)水稻生產(chǎn)耕整、種植、田間管理和收獲全程無人機械化作業(yè)。”羅錫文說。這位廣東農(nóng)村科技特派員的新目標——“無人農(nóng)場”正在實現(xiàn)中，以解決未來農(nóng)田誰來種的問題。
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什么是無人農(nóng)場？
“無人農(nóng)場是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的標志，代表了未來智慧農(nóng)業(yè)的方向。世界各國都競相將其作為發(fā)展重點，我們中國人一定要在這種高端農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域擁有自己的話語權(quán)。”羅錫文一直抱著“將農(nóng)民從辛苦勞作中解放出來，用智能化促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效和降低成本”的心愿。從2004年開始，他帶領(lǐng)團隊就開展了無人駕駛農(nóng)業(yè)機械關(guān)鍵技術(shù)的研究。
羅錫文院士介紹無人農(nóng)場。圖由受訪單位提供
“什么是無人農(nóng)場？我用了五句話來概括。”談到老本行，羅錫文熟稔于心，“耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋；機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動；自動避障異況停車保安全；作物生產(chǎn)過程實時全監(jiān)控；智能決策精準作業(yè)全無人。”
無人農(nóng)場這一先進技術(shù)將顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。以后比農(nóng)民更忙碌的是農(nóng)場計算機管理系統(tǒng)。從耕整到收獲各階段作物的生長狀況及病蟲草害情況，計算機管理系統(tǒng)都可實時進行監(jiān)控，一旦田中缺水了，就會提醒農(nóng)民去灌水；哪一塊田需要施肥了，有病害了，都會及時提醒農(nóng)民?？梢酝耆珜崿F(xiàn)智能決策和精準作業(yè)，大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)增產(chǎn)增收、保護生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。
“無人駕駛播種機從機庫出來前，主要是事先確定各關(guān)鍵坐標點，采用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)和融合定位算法，機器就可以知道自己走到什么地方了，什么時候需要轉(zhuǎn)彎，什么時候下田。”羅錫文告訴科技日報記者，這套系統(tǒng)的編程技術(shù)均是團隊自主完成的。
羅錫文說，采用這種旱直播方式，播后立即上水，讓土壤、稻種都能“吃飽水”，發(fā)芽后根粗苗壯。在新疆就是采用這種旱直播方式，三年水稻畝產(chǎn)都超過1000公斤。
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無人駕駛≠無人農(nóng)場
在無人駕駛播種機頭上，有兩個可愛的“蘑菇頭”，這是北斗衛(wèi)星天線。無人農(nóng)場的實現(xiàn)，全靠高科技。“農(nóng)業(yè)機械自動導(dǎo)航作業(yè)技術(shù)是無人農(nóng)場的關(guān)鍵核心技術(shù)，我們?nèi)〉昧巳髣?chuàng)新成果。”羅錫文一一介紹。
無人駕駛的水稻直播機在播種。受訪單位供圖
定位最為關(guān)鍵。拖拉機走得準不準，關(guān)鍵在于位置是否找準了。播種機上的“蘑菇頭”，就是用來測量拖拉機的位置，實現(xiàn)高精度定位，加上姿態(tài)儀，還可精準測量機器前后俯仰和左右傾斜的位姿。
“我到新疆推廣無人駕駛播種機時，農(nóng)民拿個尺子在播種機后面量，要求我們對行誤差不能超過2厘米，因為這樣可以節(jié)省土地，一塊地可以多播幾行啊。”羅錫文說，根據(jù)農(nóng)民的實際需求，團隊創(chuàng)新提出全區(qū)域覆蓋作業(yè)路徑規(guī)劃方法、復(fù)合路徑跟蹤控制算法、自動避障和主從導(dǎo)航控制技術(shù)，提高了農(nóng)機導(dǎo)航精度和作業(yè)效率，“今天演示的田地是14畝，64米寬，機器作業(yè)寬度為2米，對行誤差控制在2厘米”。
此外，團隊研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)機自動導(dǎo)航作業(yè)線控裝置和農(nóng)機北斗自動導(dǎo)航產(chǎn)品，將轉(zhuǎn)向控制、油門調(diào)節(jié)等自動操縱控制裝置有效集成，實現(xiàn)了水稻無人農(nóng)場自主旋耕作業(yè)。
團隊先后研制成功無人駕駛旋耕機、無人駕駛播種機、無人駕駛插秧機、無人駕駛高地隙寬幅噴霧機和無人駕駛收獲機。其中水田自動導(dǎo)航技術(shù)居國際領(lǐng)先水平，滿足旱地和水田耕整、種植、植保和收獲等環(huán)節(jié)精準作業(yè)需要，打破了國外技術(shù)壟斷。
“無人駕駛不等于無人農(nóng)場。過去大家覺得無人農(nóng)場就是無人駕駛，這是兩個不同概念。”羅錫文指出，無人駕駛是指沒有人駕駛，但無人農(nóng)場從種到收各環(huán)節(jié)都是無人作業(yè)的。無人農(nóng)場需要各種技術(shù)的支持，無人駕駛是無人農(nóng)場的支撐技術(shù)之一。
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預(yù)計5年后進入推廣階段
“科研成果多厲害，東西做得多好，關(guān)鍵是要看在實際中好不好用。放在實驗室里只能叫樣品。只有被企業(yè)看中，實現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化，才叫產(chǎn)品。最后賣給農(nóng)民了，才是商品。”16年來，在開展無人駕駛農(nóng)業(yè)機械關(guān)鍵技術(shù)研究中，羅錫文感觸最深的是，技術(shù)一定要轉(zhuǎn)化，這也是今天這個技術(shù)能在中國有一席之地的關(guān)鍵。
他們和國內(nèi)一龍頭企業(yè)合作，由團隊提供軟硬件技術(shù)，由企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)，相互合作，實現(xiàn)了雙贏。
無人農(nóng)場何時可全面推廣呢？“預(yù)計5年后進入推廣階段，10年后加快推廣速度。”羅錫文透露，無人農(nóng)場將率先在黑龍江、新疆、華北平原等地區(qū)實現(xiàn)。因為受限于地塊小和水田作業(yè)難度大，南方相對會慢一些。
他認為，南方地區(qū)推進農(nóng)業(yè)機械化和智能化需要解決兩大難題，一是擴大經(jīng)營規(guī)模，二是加強土地整治。“這兩點也是中央反復(fù)強調(diào)的。發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，不能再像以前僅種植3畝、5畝地，而是要土地連片”。
“無人農(nóng)場技術(shù)要做到像傻瓜相機一樣簡單操作，還有難度。要求每個農(nóng)民都掌握這種技術(shù)，也不現(xiàn)實。”羅錫文坦言，將來要培養(yǎng)一大批基層農(nóng)機技術(shù)人員來指導(dǎo)農(nóng)民操作，這是一個艱巨任務(wù)。
編輯：任靜
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