智能化技術(shù)在農(nóng)機中的應(yīng)用必要性及策略探析

為解決我國農(nóng)業(yè)人口結(jié)構(gòu)型轉(zhuǎn)變問題，本文對智能化技術(shù)在農(nóng)機中的應(yīng)用必要性、方法進行研究，分析安徽省農(nóng)機設(shè)備應(yīng)用的不足，以及智能化技術(shù)的應(yīng)用策略，得出如下結(jié)論：將智能化技術(shù)融入農(nóng)機設(shè)備中，可以推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、智能化發(fā)展，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率提升。希望通過本文研究，為農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供參考。

在精準定位、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G通信等新技術(shù)廣泛發(fā)展的背景下，社會朝著現(xiàn)代化、智能化的方向不斷邁進?，F(xiàn)階段，為提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的現(xiàn)代化、智能化水平，可以將現(xiàn)代化、智能化技術(shù)融入農(nóng)機設(shè)備。通過開展農(nóng)業(yè)作業(yè)遠程監(jiān)控、農(nóng)機裝備輔助駕駛、環(huán)境信息化感知、水肥農(nóng)藥智能化決策控制等方式，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供支持。

一、智能化技術(shù)的應(yīng)用必要性

在我國人口生育水平持續(xù)下降，人均壽命普遍延長的影響下，未來一段時間內(nèi)我國人口老齡化問題將愈發(fā)突出，這一情況與城鎮(zhèn)化進程的相互疊加，導(dǎo)致大量農(nóng)村勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，致使農(nóng)業(yè)勞動力短缺問題愈發(fā)明顯，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著未來誰來種田的嚴峻挑戰(zhàn)。現(xiàn)階段，為了盡可能提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，確保我國的糧食安全，將智能化技術(shù)融入到農(nóng)機裝備當(dāng)中，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效性，成為保證我國糧食安全的重要舉措。近年來，隨著智能農(nóng)機技術(shù)的不斷發(fā)展進步，我國智能農(nóng)機技術(shù)裝備得到了迅速的發(fā)展。當(dāng)前我國智能農(nóng)機裝備的應(yīng)用形態(tài)主要有兩種，一種是將與智能監(jiān)控、自動駕駛等系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備，加裝到傳統(tǒng)農(nóng)機裝備上，實現(xiàn)裝備的智能化管控，另一種是對農(nóng)機的系統(tǒng)組件進行智能化升級，提升系統(tǒng)的農(nóng)機系統(tǒng)的整體智能化水平，受各種因素的影響，第一種智能化農(nóng)機裝備在我國的農(nóng)機體系中應(yīng)用范圍較為廣泛。

二、智能化技術(shù)的應(yīng)用方法

十三五以來我國農(nóng)業(yè)設(shè)備的現(xiàn)代化，智能化發(fā)展取得了重要的突破，尤其是在土壤與動植物信息感知、水肥作業(yè)決策、關(guān)鍵部件以及整機實驗檢測等技術(shù)更是取得了重要的突破，部分技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，并投入到了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動當(dāng)中，新型高效的農(nóng)機設(shè)備為農(nóng)田間作業(yè)提供了有力的支持。

1、智能感知技術(shù)

當(dāng)前在農(nóng)業(yè)機械智能裝備中，智能感知系統(tǒng)主要借助智能化設(shè)備感知包括作業(yè)環(huán)境、作業(yè)對象等內(nèi)容在內(nèi)的外部感知以及裝備自身工作狀態(tài)的內(nèi)部感知。其中，在開展外部感知活動時，智能機械主要利用光譜、視覺、遙感、激光、紅外線、超聲波等技術(shù)方法，獲取耕種農(nóng)田的土壤信息、田間障礙物信息、作物生長信息、病蟲害信息、氣候條件等內(nèi)容。在開展內(nèi)部感知活動時，主要借助傳感器感知農(nóng)機發(fā)動機信息、動力輸出信息、裝備工作狀態(tài)信息、作業(yè)參數(shù)信息等。舉例來說，在感知耕地機械作業(yè)機械設(shè)備的內(nèi)部感知工作時，傳感器會對農(nóng)機工作過程中的耕深、狀態(tài)等信息進行測定，在感知播種施肥機械作業(yè)的狀態(tài)時，傳感器會對設(shè)備工作時的排種量、排肥量、耕深等信息進行測定。在感知收獲機械作業(yè)狀態(tài)時，傳感器會對機械的喂入量、含雜率、損失率等信息進行測定。

對農(nóng)機的智能感知技術(shù)發(fā)展情況進行研究，可以了解到智能感知技術(shù)已經(jīng)得到了相對廣泛的應(yīng)用。具體來說，首先，在當(dāng)前的農(nóng)機信息感知體系當(dāng)中，土壤信息感知技術(shù)已經(jīng)相對完善，借助感知系統(tǒng)，農(nóng)機設(shè)備可以實現(xiàn)土壤中水分、溫度、耕作阻力等信息的測定感知。其次，農(nóng)機設(shè)備可以利用高清數(shù)碼相機、多孔光譜相機、熱成像儀等傳感器實現(xiàn)田間氣候變化情況的實時監(jiān)測。再次，借助激光雷達，機器視覺，傳感器等技術(shù)，農(nóng)機設(shè)備可以實現(xiàn)田間氣象信息、作物生長狀況等信息的測定。最后，綜合應(yīng)用光譜發(fā)射與圖像識別技術(shù)，農(nóng)機設(shè)備可以實現(xiàn)作物病蟲害信息的識別，并且識別工作的精準度會受到不同算法的影響。

2、智能控制技術(shù)

智能化控制是智能農(nóng)機裝備的重要運轉(zhuǎn)特點之一，在農(nóng)機運轉(zhuǎn)過程中，依托智能化控制系統(tǒng)，農(nóng)機能夠以自動導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)自主行走控制與智能動力驅(qū)動控制。具體來說，農(nóng)機的自動導(dǎo)航系統(tǒng)在工作過程中可以實現(xiàn)農(nóng)機不同程度的自動駕駛，智能動力驅(qū)動具備農(nóng)機液壓動力系統(tǒng)的自動換擋、動力系統(tǒng)的智能化匹配等功能。

在當(dāng)前的智能農(nóng)機控制技術(shù)發(fā)展過程中，基于北斗技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)機裝備已經(jīng)擁有了一定的自主行走能力，輔助駕駛系統(tǒng)的有效完善，不僅降低了農(nóng)機設(shè)備的操控難度，還提升了農(nóng)機設(shè)備的使用安全。具體來說，部分智能農(nóng)機設(shè)備的自動行走系統(tǒng)在應(yīng)用過程中不僅可以實現(xiàn)作業(yè)區(qū)域路徑的有效規(guī)劃，還能實現(xiàn)裝備行走時直線誤差的厘米級管控。同時，隨著農(nóng)機智能化關(guān)鍵技術(shù)與零部件技術(shù)的有效優(yōu)化升級，糧食作物智能化取得了突破性進展，智能化工況參數(shù)得到了有效的管控，這一情況的出現(xiàn)不僅有效降低了糧食作物的收割損失率，提高了糧食脫粒的高通量，還為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益的增長提供了有力的支持。最后，智能動力裝備動力輸出系統(tǒng)的智能化發(fā)展、整機工作狀態(tài)的智能化監(jiān)控，動力優(yōu)化分配工作的自動化控制，動力輸出的有效管控以及能量管理的智能化發(fā)展，都降低了農(nóng)機操作的難度，為農(nóng)機設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)提供了有力的支持。

三、智能化技術(shù)的應(yīng)用實例

1、安徽省農(nóng)業(yè)機械存在的問題

（1）農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)不夠合理

從農(nóng)業(yè)機械用具的角度看，安徽省的大中型農(nóng)機具較少，小型農(nóng)機卻偏多，同時，相較于整地農(nóng)業(yè)機械，安徽省的收獲機械數(shù)量較少，此外，對安徽省的農(nóng)機具進行分析，可以說相較于簡易農(nóng)具，安徽省的智能化農(nóng)機設(shè)備數(shù)量相對較少，智能化農(nóng)機設(shè)備無法切實滿足該省現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要。

（2）智能機械尚未廣泛普及

通過對普通農(nóng)民與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體進行數(shù)據(jù)調(diào)查，可以了解到，安徽省普通農(nóng)民擁有的小型農(nóng)機設(shè)備較多，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體大多同時擁有的小型農(nóng)機設(shè)備與大中型農(nóng)機設(shè)備，但相較于小型農(nóng)機設(shè)備，智能農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體擁有的大中型農(nóng)機設(shè)備總量偏少。盡管部分種植戶想要購買智能農(nóng)業(yè)機械裝備，但從總體上看，該地區(qū)的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員農(nóng)機購買量仍比較少，對這一情況的產(chǎn)生原因進行分析，從業(yè)人員缺乏購置農(nóng)機裝備的資金，這一情況的出現(xiàn)嚴重阻礙了該地區(qū)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

（3）專業(yè)化人才的數(shù)量偏少

通過調(diào)查分析可以了解到安徽省農(nóng)業(yè)機械裝備智能化水平偏低的主要影響原因之一在于當(dāng)?shù)厝狈εc智能農(nóng)業(yè)相關(guān)的專業(yè)人才。具體來說，首先，安徽省從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)管理的人群整體學(xué)歷水平偏低，高學(xué)歷的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人才匱乏，擁有專業(yè)化、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)種植技能的人才相對較少，這一情況的出現(xiàn)嚴重阻礙了安徽省現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。其次，隨著國內(nèi)經(jīng)濟新常態(tài)發(fā)展的推進，安徽省所在地區(qū)的經(jīng)濟增長速度與其他發(fā)達地區(qū)的經(jīng)濟增長速度之間存在著較為明顯的差距，在發(fā)達地區(qū)引進人才戰(zhàn)略不斷加碼的情況下，盡管該地區(qū)培養(yǎng)了諸多的優(yōu)秀人才，但大量的人才仍不斷流失。其中包含了發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)人才，這一情況的出現(xiàn)降低了當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平。最后，在安徽省在人才流失較為嚴重的情況下，盡管該地區(qū)通過邀請高端人才開展省內(nèi)技術(shù)培訓(xùn)指導(dǎo)的方式，提高本地人員的農(nóng)業(yè)技術(shù)水平，但是受本地人員自身水平有限、對現(xiàn)代化技術(shù)知識理解領(lǐng)會能力不足的影響，導(dǎo)致該省的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)培訓(xùn)工作成效不夠明顯，這一情況的出現(xiàn)同樣阻礙了當(dāng)?shù)刂悄芑r(nóng)機、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2、安徽省智能農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展

（1）因地制宜的應(yīng)用智能農(nóng)機

為了切實提升智能化農(nóng)機裝備的應(yīng)用效果，安徽省在明確當(dāng)?shù)剞r(nóng)機應(yīng)用問題的基礎(chǔ)上，制定了具有針對性的智能農(nóng)機應(yīng)用推廣政策。首先，對于安徽省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以家庭為單位，部分生產(chǎn)單位使用智能農(nóng)機設(shè)備的技術(shù)水平偏低、財力不足的情況，省政府加大了與農(nóng)機合作社、大型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地之間的溝通聯(lián)系，通過統(tǒng)一規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，促進當(dāng)?shù)赝恋亓鬓D(zhuǎn)，加強提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理工作統(tǒng)一性的方式，使得農(nóng)機智能裝備與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有效結(jié)合，為當(dāng)?shù)刂悄芑r(nóng)機設(shè)備推廣與應(yīng)用創(chuàng)造環(huán)境。其次，為提升智能農(nóng)機的實用性，當(dāng)?shù)貙ψ陨淼沫h(huán)境條件進行了詳細的分析，考慮到安徽省地形地勢較為多樣，平原、丘陵、山地都有分布的特點，為了在滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，降低耕種活動對于環(huán)境的破壞，提升農(nóng)機設(shè)備的應(yīng)用靈活性與可靠性，安徽省主要在丘陵山地應(yīng)用了小型輕便化的農(nóng)機設(shè)備，在平原地區(qū)推廣大型化、智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，在滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要的同時，實現(xiàn)地區(qū)原始生態(tài)環(huán)境的保護。最后，為提升該地區(qū)智能化、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，安徽省通過將衛(wèi)星遙感定位、無人機巡查、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與機器人等技術(shù)融入現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的方式，在培育當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)新增長點的同時，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升提供了有力的支持。

（2）加大智能農(nóng)機的資金投入

通過調(diào)查研究了解到，安徽省智能化機械設(shè)備普及率偏低的重要原因之一在于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)種植戶缺乏購置農(nóng)機裝備的資金。絕大多數(shù)被調(diào)查者認為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)資金支持力度不足，阻礙了當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平。對此，安徽省在以新農(nóng)村建設(shè)為基礎(chǔ)，通過向國家財政積極爭取資金扶持，以政府為主導(dǎo)為農(nóng)業(yè)從業(yè)人員購置農(nóng)機，為農(nóng)業(yè)從業(yè)人員提供農(nóng)機購置低息貸款，不斷簡化農(nóng)機抵押貸款流程等方式，滿足了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)機械購買需要，推動了當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化、智能化農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。同時，面對安徽省智能農(nóng)機發(fā)展環(huán)境不夠完善、農(nóng)機結(jié)構(gòu)不夠合理等問題，安徽省充分發(fā)揮了政策的驅(qū)動作用，通過吸引當(dāng)?shù)剞r(nóng)機企業(yè)積極開展技術(shù)創(chuàng)新的方式，為當(dāng)?shù)刂悄苻r(nóng)機產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了重要的推動力。具體來說，在當(dāng)前的農(nóng)機智能化發(fā)展過程中，安徽省結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚貏萸闆r以及國家現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展政策要求，探索適合不同地區(qū)發(fā)展的農(nóng)業(yè)機械化途徑，并且通過按照不同地區(qū)的實際情況開展差異化農(nóng)機設(shè)備購置專項補貼，加強農(nóng)機銷售監(jiān)管的方式，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)機產(chǎn)銷行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力的支持。同時為了切實提升安徽省農(nóng)業(yè)機械發(fā)展的有效性，安徽省相關(guān)部門邀請專家與當(dāng)?shù)剞r(nóng)機設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)廠商進行合作，依據(jù)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)耕特色，研發(fā)了特色的智能農(nóng)機產(chǎn)品。舉例來說，安徽省地形相對多樣，為了滿足山地、丘陵地區(qū)的農(nóng)耕需要，專家與農(nóng)機設(shè)備生產(chǎn)廠家合作研發(fā)了適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展需要的無人機報紙設(shè)備、收割機等智能機械設(shè)備，在推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)機現(xiàn)代化、特色化發(fā)展的同時，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展提供了有效的支持。此外，面對普通農(nóng)業(yè)從業(yè)人員對智能農(nóng)機設(shè)備認識不足，智能農(nóng)機無法得到有效推廣的情況，政府作為公信力極高的部門，不僅可以通過投放智能農(nóng)機廣告、開展農(nóng)業(yè)機械化講座、派遣專業(yè)農(nóng)技推廣人員為農(nóng)業(yè)從業(yè)人員提供指導(dǎo)等方式加大宣傳推廣力度，加深農(nóng)業(yè)從業(yè)人員對智能化技術(shù)應(yīng)用必要性的認識。還需要通過構(gòu)建現(xiàn)代化農(nóng)機科技示范區(qū)，通過帶領(lǐng)農(nóng)業(yè)從業(yè)人員親自了解智能農(nóng)機設(shè)備應(yīng)用效果的方式，加深農(nóng)業(yè)從業(yè)人員對智能化技術(shù)的應(yīng)用信息，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展提供支持。

（3）大力培養(yǎng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)人才

面對安徽省農(nóng)業(yè)從業(yè)人員整體學(xué)歷水平偏低，高素質(zhì)農(nóng)業(yè)管理人員相對匱乏的情況，首先，安徽省通過招聘更多擁有現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)人才，并建立智能化農(nóng)機技術(shù)團隊，通過對團隊成員進行系統(tǒng)化智能農(nóng)機技術(shù)通識教育的方式，保證團隊成員能夠熟練掌握計算機、移動設(shè)備等與智能農(nóng)機操作相關(guān)的設(shè)備，同時，為了保證智能農(nóng)機設(shè)備能夠在當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中得到有效的推廣，確保購置智能農(nóng)機的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員能夠正確使用農(nóng)機設(shè)備，安徽省通過給予團隊成員一定補貼，使其對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)人員開展專業(yè)指導(dǎo)的方式，為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支持。其次，為了加強智能化農(nóng)機技術(shù)團隊與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)人員之間的溝通交流，確保農(nóng)機技術(shù)團隊向不同地區(qū)農(nóng)業(yè)從業(yè)人員介紹的農(nóng)機操作維護知識能夠切實滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)機操作、保養(yǎng)工作的需要，安徽省組織當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)人員系統(tǒng)性地向當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)人員開展智能農(nóng)業(yè)知識教學(xué)，使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)人員能夠熟練掌握智能終端設(shè)備使用方式，便于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)人員借助現(xiàn)代化移動終端與農(nóng)業(yè)從業(yè)人員進行溝通，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)種植活動水平的提升提供支持。再次，為了調(diào)動當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)從業(yè)人員應(yīng)用智能化農(nóng)機設(shè)備的積極性，安徽省通過加大農(nóng)業(yè)從業(yè)人員農(nóng)機培訓(xùn)力度，定期邀請農(nóng)業(yè)從業(yè)人員到示范區(qū)進行參觀，了解智能化農(nóng)機設(shè)備的應(yīng)用方法、應(yīng)用效果的方式，為當(dāng)?shù)刂悄苻r(nóng)機的有效推廣提供支持。同時，為了降低農(nóng)業(yè)機械事故的出現(xiàn)概率，安徽省通過組織農(nóng)機聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，引導(dǎo)農(nóng)機大戶參與到當(dāng)?shù)剞r(nóng)機推廣當(dāng)中，并且對農(nóng)機購買使用人員的駕駛證進行嚴格審查的方式，切實提升當(dāng)?shù)剞r(nóng)機推廣工作的安全性與可靠性。最后，為了盡可能降低該地區(qū)的農(nóng)業(yè)人才流失率，加強了與當(dāng)?shù)馗咝Ｈ瞬诺慕涣骱献?，通過引導(dǎo)高校培育復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才，建立現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)研究所，依托學(xué)校研究機構(gòu)的優(yōu)質(zhì)條件，構(gòu)建智慧農(nóng)機生產(chǎn)培訓(xùn)基地，鼓勵在校農(nóng)業(yè)專業(yè)師生積極參與社會實踐，并給予人才一定資金獎勵的方式，在提升在校師生現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)知識與農(nóng)業(yè)實踐結(jié)合能力的基礎(chǔ)上，為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)水平的提升提供了人才支持。

總而言之，在信息化技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，將智能技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，不僅可以打破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的束縛，提升傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，助力農(nóng)業(yè)升級，還能加速不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類別的有效融合，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的難度，為鄉(xiāng)村振興、糧食安全提供助力。