2019-06-24 11:49:54 王騰飛
六月小麥覆隴黃，沃野千疇滾金浪。田間不見農人影，但見農機騖自忙。
農場主坐在指控中心里喝著茶，輕點屏幕發(fā)出指令，田間的農機就按照規(guī)劃路線自動整地、播種、施肥、打藥、收割……這一充滿科技感的農業(yè)現代化作業(yè)場景，也許很快就會變?yōu)楝F實。
6月11日，在山東省淄博市臨淄區(qū)朱臺鎮(zhèn)禾豐種業(yè)生態(tài)無人農場的麥田里，多臺無人駕駛的拖拉機、小麥收獲機、播種施肥一體機、植保無人機、秸稈粉碎滅茬混土還田機等農機裝備上演了一場 “大練兵”，集中展示了最新的農機無人駕駛技術成果，不僅讓與會者大飽眼福、倍感振奮，也讓大家看到了農業(yè)的未來。
無人農機秀出十八般武藝
這個由山東理工大學與淄博禾豐種業(yè)公司合作共建的生態(tài)無人農場，經歷了兩年多的籌備，于今年3月正式開工建設，集合了山東理工大學農機、交通、機械、計算機、電氣、資環(huán)學院相關重點學科技術骨干組成50多人的跨學科大團隊。短短3個月，在小麥、玉米種植關鍵生產作業(yè)環(huán)節(jié)的無人化作業(yè)上取得了可喜進展。
當日上午，這些技術成果進行了集中演示，無人農機競相上場秀出十八般武藝。
率先起飛的三架遙感無人機是生態(tài)無人農場的 “眼睛”，可獲取作物的全方位信息。大疆精靈4rtk具有厘米級定位精度，可以為地面作業(yè)農機和植保無人機提供精準作業(yè)地圖；搭載長光禹辰自主研發(fā)MS600多光譜相機的無人機可獲取小麥多光譜數據，為小麥品種識別、產量估算和病情監(jiān)測提供基礎數據；山東理工大學自主研發(fā)的可見光遙感無人機可同時實現視頻、飛機狀態(tài)參數的實時回傳，獲取農場作物現狀視頻和影像數據。
輕裝上陣的由淄博市農機研究所研發(fā)的小型植保機器人輕巧靈活，能在田間自由穿梭。另一款地面智能噴霧植保機器人能完全實現無人駕駛，自動規(guī)劃路線，地頭自動轉彎掉頭，可同時噴灑農藥和葉面肥。
山東理工大學自主研發(fā)的無人駕駛高地隙植保機，能根據當前位置自動尋找作業(yè)路徑，直線導航誤差小于5厘米。極飛P30植保無人機可以一鍵起飛、一鍵返航、一控多機、全自主飛行。這些智能化的無人植保機械均可以實現人藥分離。
引人注目的東方紅1104-C無人駕駛拖拉機和玉米條帶耕精密播種機，雖是“重量級選手”但行走自如，可以實現直線行駛作業(yè)、地頭自動調頭及自動避障，同時還可以實現掛接農機具的自動升降，整個作業(yè)過程均是無人化操控。
此外，由山東理工大學與北京合眾思壯科技股份公司共同開發(fā)的智能化小麥收獲機，不僅實現了田間直線作業(yè)的無人操控，還能有效減少漏收，降低收獲損失。
無人駕駛農機能夠極大地提高農業(yè)生產效率，提高作業(yè)精準度，將給農業(yè)生態(tài)帶來翻天覆地的變化。
生態(tài)無人農場團隊負責人、法國歐洲科學院蘭玉彬院士表示，這次演示的無人駕駛技術屬于國內領先，涉及耕種管收全過程，采用天、空、地一體化技術進行全方位信息采集和處理，已經實現了云端農田的邊界設置、耕作路線規(guī)劃等，實現農機直行、轉向、倒車等控制，完成了農田里全無人駕駛的第一步。
云平臺為無人農場提供智慧大腦
這么多的農機能在無人駕駛的情況下自由奔走田間，背后離不開物聯(lián)網、5G網絡、大數據、云平臺等技術的支撐。
位于農場中央的指揮控制中心和云平臺監(jiān)控系統(tǒng)，可以說是無人農場的“大腦”，可對農場進行整體調控，監(jiān)控農場內作物生長環(huán)境、土壤狀態(tài)以及所有機具的作業(yè)狀態(tài)，并進行智能實時調控。
山東理工大學計算機學院教授王志強介紹，物聯(lián)網云平臺系統(tǒng)的智能農機監(jiān)控信息化平臺系統(tǒng)，可以實現無人農機的農機監(jiān)控、作業(yè)監(jiān)控、路徑規(guī)劃、歷史軌跡、指揮調度、統(tǒng)計分析和設備預警等功能。
無人農機采用北斗GPS系統(tǒng)+姿態(tài)傳感器實時獲取自身的高精度定位信息，并采用4G\5G網絡發(fā)送至云平臺。結合GIS系統(tǒng)，操作人員可以在辦公室里對農機進行精準操控，真正實現農機的無人應用，這會讓一個人管理上千畝田地成為可能。
“屏幕上綠色的路線是無人農機作業(yè)的軌跡，藍色的路線是人工駕駛農機作業(yè)的軌跡，我們可以清楚地看到，無人農機作業(yè)比人工操作更加精確。”王志強說。
云平臺還有一個重要組成部分是農情平臺。筆者看到，在農場的不同角落，分布著一個個藍色的小箱子，它們是土壤墑情檢測器，可以測量不同深度土壤的濕度、溫度、pH值等信息，另外還有無人值守、超低功耗的智能檢測氣象站，可以實時監(jiān)測農田空氣溫度、濕度、降雨量、風速等信息。
衛(wèi)星遙感監(jiān)測、無人機遙感監(jiān)測和地面監(jiān)測采集的農情信息上傳到云平臺后，進行存儲匯總分析，結合后臺的農資管理數據、產量數據、植物生長數據等，將形成無人農場的農業(yè)生產大數據。這樣就可以科學指導農業(yè)生產，判斷何時該播種，何時該施肥，并更加精準地進行灌溉、施肥和用藥，提高農產品的產量和質量，建立數據驅動的“數字化農場”。
打造可復制的生態(tài)無人農場樣板
據了解，無人農場國內并非獨此一家，2018年江蘇興化市就啟動我國首個無人農場建設，并開展了首輪農業(yè)全過程無人作業(yè)試驗。而禾豐生態(tài)無人農場更可貴的是，跟綠色生態(tài)循環(huán)農業(yè)有機結合起來。
經過指點，筆者發(fā)現，在麥田的兩邊種植有金葉接骨木、矢車菊、蛇床草等植物，這些植物可以涵養(yǎng)天敵，給害蟲天敵一個棲息地，從而減少害蟲對農作物的危害。同時農場里還采用殺蟲燈、赤眼蜂防治玉米螟等綠色防控手段來減少農藥施用，采用水肥一體化噴施系統(tǒng)實現減肥節(jié)水，采用生態(tài)沃土技術來保護土壤，盡可能地保護農場生態(tài)平衡。
麥田的旁邊，大片的紫色苜蓿正值花開，煞是好看。禾豐種業(yè)董事長朱俊科介紹說，通過玉米和苜蓿間作種植，苜?？梢怨痰o玉米提供養(yǎng)分，同時也可以和玉米一起作青貯飼料，這樣既減少了飼料成本，解決了秸稈處理難題，又提高了肉的品質和口感。
在農場的養(yǎng)牛車間，通過生物菌發(fā)酵技術處理牛糞，既減少了污染和異味，又能實現糞便還田，以肥養(yǎng)地。牛的尿液富含氮，經過生物菌技術處理后可以生成球藻，共生養(yǎng)藕，再經過養(yǎng)魚凈化過的水，既可以澆地，又可以當做牲畜的飲用水，一個立體種養(yǎng)、閉合式生態(tài)循環(huán)農業(yè)的雛形已經清晰可見。
“生態(tài)無人農場融合了生物防控、綠色植保、無人機、農業(yè)機器人、人工智能、物聯(lián)網、大數據、云計算等眾多高新技術，是重大高新技術集成應用、研發(fā)與模式創(chuàng)新的結合體。生態(tài)無人農場是農業(yè)產業(yè)變革的第一步，這個領域的競爭才剛剛開始。”山東理工大學教授張彥斐告訴筆者，目前團隊正在設計一種自走式除草機器人，進一步探索無人農機技術。
“我們要做的，是打造一個精準化種植、智能決策、可視化管理和智能化操控的樣板，構建可復制、易推廣的綠色生態(tài)、高效環(huán)保的循環(huán)生態(tài)無人農場新模式，同時計劃將生態(tài)無人農場面積由 500畝擴大到1000畝。”蘭玉彬院士表示，今后將重點以提升農機無人操作為主要方向，對于不規(guī)則地塊，著重研究如何優(yōu)化作業(yè)路徑、如何高效可靠地實現自主轉彎、如何實現農機農具的自適應工作，進一步優(yōu)化性能，構建多機械、多機種協(xié)同作業(yè)的工作模式，最大化地解放雙手，為解決“誰來種地”問題提供強有力的科技支撐。
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