多臺無人駕駛農(nóng)機競相上場演示

山東理工大學自主研發(fā)的無人駕駛高地隙植保機

農(nóng)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(nóng)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(nóng)業(yè)現(xiàn)代化作業(yè)場景，也許很快就會變?yōu)楝F(xiàn)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(nóng)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(nóng)機裝備上演了一場“大練兵”，集中展示了最新的無人駕駛農(nóng)機技術成果，讓與會者大飽眼福、倍感振奮，也讓我們看到了農(nóng)業(yè)的未來。

無人農(nóng)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(nóng)場，經(jīng)歷了兩年多的籌備，于今年3月正式開建，集合了山東理工大學多個相關重點學科技術骨干組成跨學科大團隊。短短3個月，在小麥、玉米種植關鍵環(huán)節(jié)的無人化作業(yè)上取得了可喜進展，11日上午，這些技術成果進行了集中演示，無人農(nóng)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(nóng)場的“眼睛”，可獲取作物的全方位信息，為地面農(nóng)機和植保無人機提供精準作業(yè)地圖，還可獲取小麥多光譜數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)視頻影像、飛機狀態(tài)參數(shù)的實時回傳。

輕裝上陣的由淄博市農(nóng)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。另一款由山東理工大學自主研發(fā)的地面智能噴霧植保機器人，能完全實現(xiàn)無人駕駛、自動規(guī)劃路線、地頭自動轉(zhuǎn)彎掉頭，可同時噴灑農(nóng)藥和葉面肥。除了地面機械，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(xiàn)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(xiàn)直線行駛作業(yè)、地頭自動調(diào)頭、自動避障、自動升降掛接農(nóng)機具，整個過程均是無人化操控。由山東理工大學與合眾思壯共同開發(fā)的智能化小麥收獲機，不僅實現(xiàn)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(nóng)機能夠極大地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高作業(yè)精準度，將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來翻天覆地的變化。生態(tài)無人農(nóng)場團隊負責人、法國歐洲科學院院士蘭玉彬教授表示，這次演示的無人駕駛技術屬于國內(nèi)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(jīng)實現(xiàn)了農(nóng)機直行、轉(zhuǎn)向、倒車等控制，完成了農(nóng)田里全無人駕駛的第一步。

云平臺為無人農(nóng)場提供智慧大腦

這么多農(nóng)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(wǎng)、5G網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)、云平臺等技術的支撐。

位于農(nóng)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(nóng)場的“大腦”，對農(nóng)場進行整體調(diào)控，監(jiān)控農(nóng)場內(nèi)的作物生長環(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(diào)控。

山東理工大學計算機學院教授王志強介紹說，云平臺的智能農(nóng)機監(jiān)控信息化平臺系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無人農(nóng)機的農(nóng)機監(jiān)控、作業(yè)監(jiān)控、路徑規(guī)劃、指揮調(diào)度和設備預警等功能。無人農(nóng)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(wǎng)絡發(fā)送至云平臺。結(jié)合GIS系統(tǒng)，操作人員可以在辦公室里對農(nóng)機進行精準操控，真正實現(xiàn)農(nóng)機的無人應用，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(nóng)機的作業(yè)軌跡，藍色的路線是人工駕駛農(nóng)機的作業(yè)軌跡，我們可以清楚地看到，無人農(nóng)機作業(yè)比人工操作更加精準。”王志強說。

云平臺還有一個重要組成部分是農(nóng)情平臺。記者看到，在農(nóng)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(nóng)田空氣溫濕度、降雨量、風速等信息。

衛(wèi)星、無人機遙感監(jiān)測和地面監(jiān)測采集的農(nóng)情信息上傳到云平臺后，進行存儲匯總分析，結(jié)合后臺的農(nóng)資管理數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、植物生長數(shù)據(jù)等，將形成無人農(nóng)場的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)。這樣就可以科學指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，判斷何時該播種、施肥，使灌溉、施肥和用藥更加精準，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，建立數(shù)據(jù)驅(qū)動的“數(shù)字化農(nóng)場”。

打造可復制的生態(tài)無人農(nóng)場樣板

據(jù)了解，無人農(nóng)場在國內(nèi)并非獨此一家，2018年，江蘇省興化市就啟動我國首個無人農(nóng)場建設。而禾豐生態(tài)無人農(nóng)場的可貴之處，是跟生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)有機結(jié)合起來。

農(nóng)場的四周種有矢車菊、蛇床草等植物，它們可以涵養(yǎng)天敵昆蟲，給害蟲天敵一個棲息地，減少害蟲對農(nóng)作物的危害。同時，農(nóng)場還采用殺蟲燈、以蟲治蟲等綠色防控手段來減少農(nóng)藥施用，采用水肥一體化噴施系統(tǒng)實現(xiàn)減肥節(jié)水，采用生態(tài)沃土技術來保護土壤，盡可能地保護生態(tài)平衡。

麥田的旁邊，大片的紫花苜蓿正值花開。禾豐種業(yè)董事長朱俊科介紹說，玉米和苜蓿間作種植，苜?？梢怨痰o玉米提供養(yǎng)分，還可以和玉米一起作青貯飼料，既減少了飼料成本，又提高了牛肉的品質(zhì)。

在農(nóng)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(xiàn)糞便還田，以肥養(yǎng)地。牛的尿液富含氮，經(jīng)過生物菌技術處理后可以生成球藻，放入魚藕共生的荷塘后，最后經(jīng)過養(yǎng)魚凈化的水，可以澆地或作牲畜的飲用水，一個立體種養(yǎng)、閉合式生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)的雛形清晰可見。

“生態(tài)無人農(nóng)場融合了生物防控、綠色植保、無人機、農(nóng)業(yè)機器人、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、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(jié)合體。生態(tài)無人農(nóng)場是農(nóng)業(yè)產(chǎn)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記者，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(nóng)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(gòu)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(nóng)場新模式。”蘭玉彬表示，今后將重點以提升優(yōu)化農(nóng)機無人操作為主要方向，構(gòu)建多機械、多機種協(xié)同作業(yè)的工作模式，以最大化地解放雙手，為解決“誰來種地”問題提供強有力的科技支撐。（王騰飛）

實習編輯：張小倩