農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用現(xiàn)狀與發(fā)展方向

許巖巖

（黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學院（賓西校區(qū)），黑龍江 哈爾濱 150431）

人工智能技術(shù)對農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了極為有利的促進作用，其優(yōu)勢在于通過模仿人類的實踐行為、學習人類的操作方法，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的開展效率，降低復雜工作的開展難度，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體質(zhì)量。近幾年，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綜合發(fā)展水平不斷提升，這與農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的發(fā)展有著直接的關(guān)系。在下文中，主要從農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用為切入點，明確農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用前景和發(fā)展方向，希望能夠為助力農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的智能化發(fā)展積累更多的經(jīng)驗。

1 農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用

農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)，是人工智能技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物。在新時代背景下，人工智能技術(shù)被越來越廣泛地應用于各行各業(yè)的多個領(lǐng)域中。人工智能技術(shù)在大部分人心中都已經(jīng)不是陌生的詞匯，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應用，很大程度上提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，與農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的有機結(jié)合更是提高了農(nóng)機設(shè)備的自動化、智能化運行能力，充分保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的便捷性和精確性。舉例來說，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 自動駕駛技術(shù)的應用

農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)最直觀的應用體現(xiàn)莫過于自動駕駛。農(nóng)機的自動駕駛，簡單來說，就是指在開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作過程中運用到的拖拉機、收獲機等農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，在借助感知系統(tǒng)、定位系統(tǒng)提供的輔助后，收取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所處的環(huán)境、農(nóng)業(yè)機械自身所處的位置等信息，從而有針對性地對農(nóng)業(yè)機械的運行路徑和運行節(jié)奏加以把控，確保農(nóng)機能夠按照規(guī)劃的軌跡行駛。農(nóng)機自動駕駛的應用優(yōu)勢在于能夠極大程度上減輕人工勞動耗費的成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的精準性和可靠性，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升。就目前情況來看，農(nóng)機自動駕駛已經(jīng)較多地運用到了導航定位技術(shù)，不僅有助于實現(xiàn)對于整體區(qū)域的規(guī)劃，同時也能夠規(guī)避許多運行風險。在衛(wèi)星導航技術(shù)的引導下，農(nóng)業(yè)機械中的智能化系統(tǒng)可以對農(nóng)業(yè)機械所處的環(huán)境狀態(tài)加以剖析，及時捕捉障礙物信息，實現(xiàn)對全局環(huán)境的多方面感知。與此同時，也可以結(jié)合地形地貌條件進行土地耕種深度的調(diào)節(jié)。視覺系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)的有機結(jié)合，能夠使農(nóng)業(yè)機械避免與周邊障礙物碰撞，達到安全生產(chǎn)的目的。以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應用頻率較高的拖拉機為例，在自動駕駛技術(shù)的引導下，拖拉機的作業(yè)效率大幅度提升，農(nóng)業(yè)人員承擔的勞動強度明顯降低，拖拉機還可同時滿足夜間開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，極大程度上提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。即便是在無人駕駛的情況下也能完成起壟等工作，且作業(yè)質(zhì)量有保障，有助于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

1.2 精準播種技術(shù)的應用

精準播種，是指在播種工作開展的過程中，通過協(xié)調(diào)好種子與種子之間的距離，在保障農(nóng)作物能夠健康生長的前提下，盡可能地提高單位區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物的產(chǎn)量。眾所周知，農(nóng)作物生長過程中必須獲得足夠的光照、水分和營養(yǎng)，這就要求廣大農(nóng)民群眾能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有土地資源的利用率，充分保障作物的產(chǎn)量。就目前情況來看，應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的播種機普遍為純機械式結(jié)構(gòu)，也就是說其在正常作用的條件下，會按照設(shè)定的間隔播種，種子之間的距離是完全一致的。廣大農(nóng)民群眾可以通過調(diào)節(jié)播種機械的運行速度，控制種子播種的時間間隔，但機械設(shè)備存在一定的不穩(wěn)定性，時常出現(xiàn)無法及時排出種子，甚至是一次排出多顆種子的情況。在農(nóng)業(yè)機械技術(shù)的輔助下，可以通過在播種機上加裝攝像頭，模擬農(nóng)民的眼睛，再將捕捉到的畫面錄入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，實現(xiàn)對于種子播種過程的細致分析，及時記錄，即便存在漏播、多播的情況，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)也能夠?qū)υ搮^(qū)域進行特殊標記或編號處理，無需完全依賴于傳統(tǒng)的人工識別方式，極大程度上降低了人力成本。播種質(zhì)量監(jiān)測報警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對于條播、穴播等農(nóng)業(yè)機械播種方式的監(jiān)測，漏播堵塞預警的精準度已經(jīng)超過了98% ，播種粒數(shù)技術(shù)錯誤的誤差精確性則已經(jīng)壓縮到了2% 。農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)作用下的播種工作，還可以選擇借助探測裝置獲得更加精準可靠的土壤環(huán)境信息，然后結(jié)合信息進行計算，合理控制播種的密度，滿足自動播種的需求。

1.3 作物收獲技術(shù)的應用

結(jié)合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實際發(fā)展情況來看，傳統(tǒng)的人工收割方式早已被摒棄，取而代之的是機械化、智能化的收割方式。無論需要收割的農(nóng)作物是在旱地中種植的麥、玉米，還是在水田中種植的水稻，相應的機械設(shè)備都能夠合理應對。同時，收獲機在運行的過程中還會對于收獲的作物進行清選和檢測。機械設(shè)備會先借助割臺實現(xiàn)對作物的收割，然后通過調(diào)節(jié)滾筒的轉(zhuǎn)動速度、凹板的間隙，實現(xiàn)對于作物的脫粒、分離和篩選。目前，大部分的收割機智能測控產(chǎn)品都已經(jīng)安裝了糧位傳感器、損失傳感器、產(chǎn)量傳感器等，普遍能夠滿足上述要求。相關(guān)操作人員可以通過控制收獲機的行駛速度。割臺所處的高度等參數(shù)，滿足作物收獲工作開展的需求。通過在收獲機上安裝攝像頭，能夠?qū)⒂袃r值的信息借助神經(jīng)網(wǎng)傳輸?shù)綄崟r監(jiān)測系統(tǒng)中，盡可能地減少機械收獲造成的作物損失，并提高農(nóng)作物的收獲效率。隨著時代的發(fā)展進步，收獲機的種類越來越多樣，適用領(lǐng)域越來越廣，早已不局限于谷物的收獲這一單一方面，水果的采摘同樣可以以農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)為引導，運用圖片識別技術(shù)加強定位，不僅不會對果樹和果實造成破壞，而且提高了果實收獲的效率。與此同時，在可持續(xù)發(fā)展理念的引導下，我們不僅要做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前期和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各項工作，農(nóng)作物收獲完成后的田間處理工作也需要適時完成。打捆定位技術(shù)系統(tǒng)的應用，使得打捆機的工作效率大幅度提升，配套功能逐漸優(yōu)化，操作更加便捷，只需遠程監(jiān)控而無需增加人工，更好地滿足了綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。

1.4 植保機械技術(shù)的應用

促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的進步，要求我們能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)管理滲透到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每一個細小環(huán)節(jié)中。農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用可以滿足智能除草、智能施肥、智能灌溉、智能噴藥等一系列的要求，借助電腦圖像識別技術(shù)，隨時獲取與農(nóng)作物生產(chǎn)情況相關(guān)的信息，然后及時判斷出哪一區(qū)域的農(nóng)作物需要進行灌溉、施肥，哪些區(qū)域需要進行病蟲害治理，又有哪些區(qū)域需要進行雜草清除。以變量噴藥控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)將變量施藥控制器、壓力傳感器、流量傳感器以及輔助駕駛設(shè)備進行有機結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)在線進行噴藥流量、噴霧量的控制，而變量控制的誤差幾乎不會超過5% 。由于能夠更加充分地了解農(nóng)作物的生長情況，明確農(nóng)作物的生長需求，所以能夠更加精準地完成施肥和噴施藥物等工作，更大程度上節(jié)約了農(nóng)藥和化肥，提高了現(xiàn)有農(nóng)業(yè)資源的利用率，為廣大農(nóng)民群眾減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前期的經(jīng)濟投入。

1.5 遠程監(jiān)控技術(shù)的應用

農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)廣泛應用的最直觀的體現(xiàn)莫過于遠程監(jiān)控技術(shù)的應用。該技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠使種植人員和管理人員無需去往種植現(xiàn)場，即可隨時隨地獲得與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的信息。通過建立起完備的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化信息管理系統(tǒng)，相關(guān)管理人員只需要將與掛在機具有關(guān)的數(shù)據(jù)信息錄入到系統(tǒng)中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化信息管理系統(tǒng)的控制器就可以在脫離人工操作的情況下進行數(shù)據(jù)信息的剖析，管理人員只需借助網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺即可獲取與農(nóng)作物生長趨勢相關(guān)的情況，為各項管理決策的貫徹落實提供有效的依據(jù)。管理人員還可以結(jié)合自身需求，隨時借助系統(tǒng)抓拍圖片信息，加強與實踐操作人員的溝通交流，實現(xiàn)全面、細致的管理。通常情況下，遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由主控器、監(jiān)管器械、深度傳感器、GPS傳感器、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、速度傳感器等部分共同構(gòu)成，無論是固定不動的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，還是時常處于運行狀態(tài)下的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，都可以在遠程監(jiān)控系統(tǒng)的輔助下將有效信息實時反饋給管理人員。管理人員只需要在人機交互界面上設(shè)置對應的編碼，即可通過在主控室中的操作掌握作業(yè)的深度、調(diào)整設(shè)備的運行速度，如果農(nóng)業(yè)機械智能設(shè)備的自動運行與規(guī)定要求不符，系統(tǒng)還會第一時間將警告信息傳遞給管理人員，便于管理人員有針對性地予以調(diào)整。

2 農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)未來的發(fā)展方向

結(jié)合過去一段時間農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展經(jīng)驗以及現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用需求，我們可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)領(lǐng)域還有著較大的開發(fā)空間，其未來的推廣和應用必將為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供更加充足的發(fā)展動力。可以大膽推測，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)未來將逐漸朝著精測、精控、精管的方向發(fā)展。

首先，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的技術(shù)水平會逐漸提高。在經(jīng)濟發(fā)展水平飛速進步的大背景下，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)與時俱進，應用頻率越來越高，應用范圍越來越廣，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的科技水平必須做到與時俱進，優(yōu)化創(chuàng)新，才能更好地滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域智能化生產(chǎn)、機械化發(fā)展、一體化建設(shè)等一系列需求。而在農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的輔助下，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)⒅饾u朝著精細化農(nóng)業(yè)的方向轉(zhuǎn)型，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率明顯提升，農(nóng)產(chǎn)品的種類越來越豐富，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了更好的保障。

其次，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)會逐漸朝著信息化的方向發(fā)展。就目前情況來看，針對農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的管理通常是以智能化為主的，即將目前已有的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的配置情況、運行狀態(tài)、實時調(diào)度情況有機整合在一起，提高設(shè)備的應用效率。相關(guān)負責人員仍需去往農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場獲取與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的信息，再結(jié)合實際的生產(chǎn)與發(fā)展需求，對農(nóng)業(yè)設(shè)備的運行情況予以調(diào)整。如果能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與移動作業(yè)機械以管理信息系統(tǒng)有機銜接在一起，及時、精準地獲取有關(guān)的作業(yè)數(shù)據(jù)，即可制定更具可行性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)方案。

最后，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用會更多地從人機交互著手，以發(fā)展精準農(nóng)業(yè)為目的。在農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的輔助下，管理人員只需要觀察顯示儀器上數(shù)據(jù)信息的變化，即可了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況，并通過下達相關(guān)指令，為農(nóng)作物的生長營造更加適宜的條件。技術(shù)人員在借助模型數(shù)據(jù)進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中突發(fā)狀況的預判時，能夠從根本上規(guī)避潛在風險，極大程度上降低了不必要的時間成本和生產(chǎn)成本消耗，提高了現(xiàn)有土地資源和其他資源的利用率。

3 結(jié)束語

綜上所述，科技領(lǐng)域的發(fā)展水平日新月異，現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更多地汲取了現(xiàn)代科技的優(yōu)勢，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的應用領(lǐng)域越來越廣，其價值也被越來越多的人所認可。自動駕駛技術(shù)、精準播種技術(shù)、作物收獲技術(shù)、植保機械技術(shù)以及遠程監(jiān)控技術(shù)等農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)的廣泛應用，不僅減輕了廣大農(nóng)民群眾的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)壓力，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作開展的效率，同時也提高了現(xiàn)有農(nóng)業(yè)資源的利用率，更大程度上保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，規(guī)避了潛在的農(nóng)業(yè)發(fā)展風險。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域改革的步伐從未停歇，今后，會有越來越先進的農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)被應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)也會逐漸朝著信息化的方向發(fā)展，以人機交互為著手點，逐步實現(xiàn)發(fā)展精準農(nóng)業(yè)的目的。我們還需大力推廣農(nóng)業(yè)機械智能技術(shù)，使之能夠更好地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮效用，為國內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟進步奠定更加堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。