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农业信息化

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人机智能协作引领蔬菜规模化生产迈入新时代
时间:2020-11-6 10:41:25   作者:李丽颖 颜旭   来源:农民日报
  在一片露地甘蓝地里,收获机和装卸车齐头并进,伴随着隆声阵阵,一颗颗露地甘蓝被收获机卷起,顺着传送带的轨道次第落入装卸车内。走近一看,收获机驾驶舱内竟然空无一人。这一充满“科技感”的一幕发生在位于北京小汤山的国家现代农业科技示范展示基地里,正在展示的是蔬菜规模化生产人机智能协作技术收获环节。  
  蔬菜规模化生产人机智能协作技术是2020年农业农村部10大引领性技术之一,由全国农业技术推广服务中心、北京农业信息技术研究中心牵头。此项技术以现代化农机农艺融合、人类经验与机器智能协作为主线,以智能化管理技术为支撑,通过天空地立体化监测传感网络、农业大脑和智能作业集群研发,针对不同品种、不同生产模式、不同生产区域条件等应用场景进行科学组配和集成应用,集中实现了蔬菜规模化生产全生长周期的人机智能协作管理。
  
  天地空一体化监测农情更高效  
  蔬菜种的到底怎么样?有没有病虫害?传统方式只能靠眼看、手摸,但蔬菜规模化生产人机智能协作技术却构建了以卫星、雷达、无人机、传感器等为载体的天空地立体化监测传感网络,给蔬菜装上了“感知中枢”,可以感知到水土气、作物长势、虫情、干旱、洪涝、作物产量等农情。  
  国家农业信息化技术研究中心朱华吉研究员介绍说,基于5G测控网络实现蔬菜全生育期各生产要素信息的精细化监测和实时化汇集,大范围、实时和动态的农情信息精准获取,支撑农情信息实时分析和预警决策、智能农机装备的启停、行驶、转向、避障等人机智能协作管控。各类感知设备、作业设备、农田设施的精准定位、主动关联感知,形成安全高效的农业实时化监测技术体系。
  
  大数据驱动技术决策更智慧  
  遇到虫害如何打药?干旱天气要灌溉多少水?在传统农业中,作物的浇水、施肥、打药完全靠感觉、经验,而在蔬菜规模化生产人机智能协作技术的加持下,这些决策由大数据驱动的“智慧大脑”来决定了。  
  在蔬菜生产的耕整地、播种/育苗、移栽、植保、灌溉施肥、收获等关键环节,通过信息采集汇聚,构建气象、土壤、基肥、病害、农机、市场等蔬菜生产底数资源池,利用环境调优控制、病虫害智能诊断、营养状况分析、施药配方生成、植保作业路径规划、采收量规划等模型方法,制定蔬菜不同品种、不同气候条件、不同生长阶段的适宜生产管理方案,向智能作业集群下达自主作业指令。
  北京农业信息技术研究中心副主任吴华瑞说:蔬菜规模化生产人机智能协作技术融合了农机农艺、人类经验与机器智能协作,实现蔬菜生产全流程智能化预警、分析、决策以及智能装备自动配置与精细化参数调优作业。比如采收环节运用了北斗导航技术。“北斗导航技术可实现精准定位,特别是在甘蓝机里面实现精准对行,这样保证在收获和移栽的时候不漏窝,也不损坏果实。”
  
  引领性技术推动蔬菜产业高质量发展  
  我国既是蔬菜生产大国,又是蔬菜消费大国,在我国,蔬菜是除粮食作物外栽培面积最广、经济地位最重要的作物,关系国计民生。朱华吉认为,蔬菜产业“机器替代人力”“电脑替代人脑”是未来发展方向,未来农民通过一部手机就可以操控田间的管理、生产、收获,无缝对接农业标准化种植、精细化管理。一方面,随着农村劳动力加快转移、农业生产人工成本不断攀升,能够实现稳生产、提效率、降成本、增效益的“机器换人”也渐成趋势。另一方面随着土地的流转集中,农业的经营越来越呈现规模化、标准化的方向,这样通过应用大型的农机装备和智慧装备,实际上每亩平均成本在逐步降低。  
  全国农技中心主任魏启文表示,蔬菜规模化生产人机智能协作技术基于5G网络、北斗导航、人工智能等,针对蔬菜生产关键环节,实现了蔬菜生产全流程环节的信息立体化感知、大数据驱动决策、装备集群作业控制的有机整合,提升蔬菜生产管理水平,为发展现代化绿色蔬菜产业提供引领性技术和示范模式。  
  “该技术通过利用数据化的精量决策控制模型代替了经验性粗放管理,实现了水肥药的精准利用,提质增效效果明显。”吴华瑞介绍说,平均可减少人工投入成本一半以上,水、肥、药施用量也大幅减少,无论露地蔬菜还是设施蔬菜亩均可实现节本增效,在节约生产成本的同时还能保护了农业生态环境,具备显著的经济、社会和生态效益。目前该技术正准备在甘肃、浙江、江苏等集中连片的甘蓝生产区推广。“当地正在做设备的集成实验,计划在明年四月份春茬的时候,首先在甘肃进行12万亩的甘蓝无人化移栽活动。”  
  农业农村部科技教育司有关负责人表示,近年农业农村部每年遴选发布10大绿色增产、节本增效、生态环保、质量安全的引领性技术,有效发掘了技术成果潜力,加快了技术推广应用,探索了符合新时期要求的技术推广做法经验,引领带动了农业产业升级换代。下一步,将继续打造引领性技术集成示范这个“金字招牌”,充分发挥国家现代农业科技示范展示基地的载体作用,推动两项工作协同发展、互融互促,为农业高质量发展提供更为有力的科技支撑。

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