計算機模擬技術及其在農業工程中的應用研究

當前，模擬仿真技術是應用價值突顯的一個計算機技術種類，仿真模擬技術可以在研究實驗階段觀察各項參數的反應，對于農業科研和大規模農業生產實踐有著很好的應用前景。現代化農業的發展，不僅體現在農產品增收增效上，也體現在農業生產方式和作業技術的升級上，計算機模擬仿真技術是繼農業機械化之后，走智能化道路的物質基礎。加強計算機模擬仿真技術在農業科研試驗和生產勞作中的應用，能夠有效預測現實農業生產中可能出現的各種問題，便于從業人員及時做好準備，調整勞動計劃，防止病蟲和災害對農業造成巨大損失。具體到農業生產實踐中，究竟怎樣的計算機技術可以為農業生產所用，如何運用模擬仿真技術實現農業科研和生產的高效，是農業從業人員需要了解的專業知識。

《計算機模擬技術及其在農業工程中的應用》（陳樹人等編著，江蘇大學出版社，2011 年9 月版）一書正是系統介紹計算機模擬仿真技術相關概念與實踐方式，及其在具體的農業生產實踐中如何發揮輔助作用的專業著作。該書對計算機仿真技術發展現狀和農業上的應用作了系統闡釋，尤其對MATLAB 仿真、ADAMS 多剛體運動動力分析虛擬樣機技術作了重點分析，結合全國各地農業生產中對其應用的經典案例，在案例分解中將技術的原理和運用場景分析得十分透徹，對于從事農業科研和農業工程規劃操作的人員具有切實的參考應用價值。總體來看，該書主要呈現出如下幾點內容特色。

一、原理概念闡述簡單清晰，保證準確的前提下實現通俗化

從傳統視角來看，計算機技術與農業，似乎是不相關的兩個領域，高校在專業設置上一般也將兩者分立于不同的專業領域中。但在現代化農業建設框架下，農業生產科研走信息化、智能化道路，就繞不開對計算機技術的研究運用。將看似不相關的兩個專業進行聯合闡述，既考驗作者的專業知識功底，也考驗其編寫能力。本書作為一本既可作高校農業專業教材，也可充當農業工程策劃的參考書，充分考慮了讀者的專業知識積累問題。在將“農業”與“計算機技術”進行融合的過程中做到了較為圓潤而恰切的處理。從內容上看，本書選取當前農業生產和農業科研試驗中經常被運用的計算機技術進行闡釋，對于與農業科研生產不相關的技術，本書則停留在概念闡釋的階段，使讀者能夠根據實際需要合理進行取舍。從語言上看，本書并未像一般專業著作堆砌專業詞匯，而是運用了盡可能通俗化的語言來闡釋各種原理概念和操作方法，使非計算機專業的讀者也能夠迅速消化書中內容，轉化為實踐操作技能，進一步突顯了人性化、實用性的編寫原則。

二、基于農業生產實踐來解析技術理論，實用性強

本書主要分章節介紹了MATLAB 仿真、有限元、Fluent 模擬技術等計算機技術，在此過程中，本書并不是純粹以計算機理論的堆砌來完成專業理念的闡釋。而是展示了具體的農業生產實踐中計算機技術的詳細運用方式，這使得非計算機專業讀者也能夠輕松明白書中內容，使理論解析更具畫面感。以MATLAB 及其在采摘機械臂運動仿真中的應用為例。對于大型蔬果園來說，農產品的采摘是一項工程量巨大且繁瑣的工作，農產品采摘既要精準采摘那些已經成熟的果實，也要注意保護植株，以免造成植株折損等情況。本書通過對基于MATLAB 的MOTOMAN SV3X 逆運動學仿真的研究，以番茄采摘為例，分析了農產品機械手避障路徑規劃算法設計實現的可能性，此機械手臂的設計充分考慮了實際采摘過程的作業環境以及需要注意的事項，實現了采摘環境的高度還原，能夠有效確保產品設計出來之后的實踐應用價值。

三、案例多樣化，考慮了不同農業工程的實踐需要

對于計算機技術的研究應用，既要考慮到具體的設計產品是否具有市場推廣價值，即該技術是否能夠解決多數農業生產中的問題，也要具有一定的“小眾”思維，即要求能夠看到那些農業生產中常被忽略的問題，并為其提供解決方案。本書所選取的技術實踐案例即充分體現了這種“小眾”思維，既包含蔬果采摘、網格劃分、糧食收割等一般農業問題，也考慮了花粉傳播、土壤直角切削、大棚蔬菜溫控等相對特殊化的問題。在實踐應用規模上也盡可能全面考慮，既涉及北方平原大規模機械化農業生產的使用場景，也照顧到南方個體農戶、養殖戶對計算機技術的使用，對于不同類型的農業生產，都能在書中找到相應的技術支撐。