锄禾日当午,汗滴禾下土,这是对中国传统农业耕种最生动的描述,而随着科技的发展,这种场面将会被机械化所替代,那就是无人农机,当传统农用机械装上智慧的大脑后,在无人驾驶的情况下,它能自主进入田间地头干农活,这将会给我国的农业带来哪些改变?
我国农业所面临的现状表面上看来,我国从事农业的人口所占比例超过一半以上,但实际上真正从事种地的人已经很少了,青壮年都在外出打工,留在村里的不是老人就是小孩。据统计,目前我国的机手,平均年龄已经在50~55岁之间,在经营辛苦、耕作效率低下的同时,也使得机械、科技在农业中的应用受到了限制。
我们可以畅想一下,5年甚至是10年以后,当这些农业一线劳动者退出一线后,谁来种地?八零后不会种地,九零后都不知道自己家的地在哪里!
以我国的“粮仓”黑龙江省举例说明,中国人每9碗饭里就有一碗来自黑龙江,这里的农业生产关乎国家的粮食安全。然而,从年至年的10年时间里,黑龙江省农业人口锐减了将近万人,从事农业生产的熟练机手也日益短缺,有的农田甚至因无人耕作而荒废。
所以,以后怎么种地?谁来种地?是我们必须要回答和解决的问题。
农业的出路在于机械化,农业劳动力骤减,倒逼技术应用的革新,我们可以在机械化的基础上,把人工智能、包括无人驾驶系统的算法,赋能于机械化,使它变成无人作业。无人农机可以实现一个人管理多台农机,将人从繁琐、劳累的劳动中解放出来,在地头甚至是家里就可以管理机械耕作。
例如,水稻插秧的时候,无人轨道车将水稻运往田里,无人插秧机根据预先设定好的行动轨迹,在田里插秧,农民不但不需要面朝黄土背朝天,也不需要坐在工况恶劣的驾驶舱中,只需坐在办公室,面对智能终端,就可以控制远端的农业机械,无人农用机节省了人力,让农民的工作生活变得轻松。
我国无人农机发展到了那种程度?一般将无人农机分为三个等级的水平。第一阶段是辅助驾驶,就像我们乘车的车道保持功能,农机也是一样,有驾驶员在上面,可以通过机器接管方向盘,使得农机按照预设的轨道运行,这项技术在我国已经是很成熟了;第二阶段是有摄像头、雷达等,包括高精度的定位设备,加上一些AI人工智能的运算平台,人可以脱离驾驶室,比如我们可以在地头,只有农机在漏播、堵籽等情况下需要人的时候才去处理一下,是把人从机器上解放出来的高度自动化。目前我国科研院所包括很多科研企业都集中在这一阶段的研发试验过程中;第三阶段是完全智能化作业。除了农业的生产管理之外,生产环节都可以交给机器人去做,不需要人参与到农业的生产环节。
我国在第一阶段比较成熟,第二阶段正在试验示范。同时,也正在朝着第三阶段发展。
人工智能和无人驾驶技术让无人农机拥有了智慧的大脑,无需人工操作,无人农机就能自主地开进田间地头,按照预先设定的路径去耕整土地,像顶级机手一样,直线行驶或转弯掉头,田间遇到人或障碍物,无人农用机能及时停下,避免撞击,一旦障碍物离开,无人农用机就会自动开启发动机,继续劳作。
无人农机能提高作物产量吗?我们都知道,农作物无论是春播还是秋收,它的季节性都非常强,如果我们能够争得最佳时机播种,就可能得到最佳产量。在给无人农机安装上各种传感器后,就可以实时收集农田及周边信息,供电脑分析诊断,以获得最佳播种和收获时机,从而提高产量。
我国现行研发的无人农机,绝大部分都搭载了北斗系统,加上地面的增强系统,在很大程度上能够提高播种质量。比如播种得又直、又匀,株距行距和规整,进而达到增产的可能。
另外无人农机还包括播种后的精准施肥,目前的技术已经实现了变量施肥。在拖拉机上安装土壤传感器后,无人农机在耕作的时候就可以测量土壤中氮、磷、钾的含量,待遍犁土地后,就可以得到一张土地肥力分布图,然后结合种植的作物精准施肥,这对产量的提高、对粮食安全都将起到关键作用。
工作人员现场测产验收了传统机械插秧和无人农机插秧两种种植方式的水稻,结果显示,传统方式插秧亩产.2公斤,无人农机插秧亩产.4公斤,比传统机械作业的产量提高了5.6%。
无人农机使用成本高吗?目前,无人农机的推广主要有两种模式:购买和以租代售。由于现在智能传感器、智能计算机芯片的价格已经大幅下降,实际上大多数无人农机是可以控制在万元级别左右。通过在我国黑龙江等地的作业示范,初步测算,至少能提升农民的净收益10%~15%左右。如果一亩地的净利润是一百块钱,那代耕两万亩,就是两百万收入,如果使用无人农机,使得代耕的作业量增加10%,就可以增加20万的收入。
无人农机的适用范围无人农机的基础是机械化,不同作物、不同地区有很大差异,在我国北方地区,粮食作物90%以上是完全靠机械播种和收获。土地面积广阔,比较适合大马力的农机具。比如东北的黑土地一望无际,但积温较低,一年一季,留给每年播种和收获的时间窗口较短。在短时间的窗口内要完成大面积作业,就迫切需要非常高效的机械化、自动化设备去完成。我们就可以通过无人驾驶的农机非常高效地连续运转,通过人歇息车不歇息的方式抢农时。
但在南方水田,包括丘陵较多的地方,土地和经营都呈现碎片化,使用无人农机就不划算了,所以无人农机的使用也要因地制宜。当然,从农艺角度来说,无人机发展要想适合我国的不同地区,未来小型化是必经之路。
无人农机将机械化与信息化技术深度融合,是现代农业机械发展的方向。如今,搭载北斗导航的无人农机,已经在越来越多的省区大规模应用,在这片古老的土地上,最前沿的科技,正在给最传统的农业带来翻天覆地的变化。
转载请注明:http://www.0431gb208.com/sjszlfa/9138.html