農(nóng)業(yè)機(jī)械該怎樣走向“智能化”

截至2019年底，我國(guó)成為世界第一農(nóng)機(jī)生產(chǎn)大國(guó)和使用大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)了從主要依靠人力畜力到主要依靠機(jī)械動(dòng)力的歷史轉(zhuǎn)變。

尤其是今年以來(lái)智能化農(nóng)業(yè)裝備的應(yīng)用，對(duì)于提高生產(chǎn)效率，減少人員聚集、有效防控新冠肺炎疫情發(fā)揮了重要作用，也為農(nóng)業(yè)裝備轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了廣闊前景。

與此同時(shí)，我國(guó)智能農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展總體上還處于初級(jí)階段，尚有諸多難題待攻克。不久前，在江蘇省鎮(zhèn)江市召開(kāi)的2020耒耜國(guó)際論壇上，與會(huì)者圍繞“智能農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展趨勢(shì)”展開(kāi)線上線下的研討。

基礎(chǔ)問(wèn)題尚待解決

雖為世界第一農(nóng)機(jī)生產(chǎn)大國(guó)和使用大國(guó)，但我國(guó)與世界的差距究竟在哪里？

中國(guó)工程院院士陳學(xué)庚指出，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的研發(fā)能力、制造水平、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率等方面仍有較大差距；仍存在核心技術(shù)缺乏、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、制造技術(shù)能力低、農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合與全程機(jī)械化配置性差等問(wèn)題。

他指出，農(nóng)業(yè)裝備使用可靠性和耐用度不足是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械存在的薄弱環(huán)節(jié)，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備在國(guó)際上話語(yǔ)權(quán)不強(qiáng)的主要因素。“特別是基礎(chǔ)性關(guān)鍵零部件效能提升和可靠性技術(shù)等問(wèn)題。在推進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備信息化、智能化過(guò)程中，首要的是解決這些基礎(chǔ)問(wèn)題?！?

不得不說(shuō)，在全球制造業(yè)的四級(jí)梯隊(duì)中，目前中國(guó)仍處于第三梯隊(duì)，這種格局在短時(shí)間內(nèi)難有根本性改變。

近年來(lái)，復(fù)合式、高性能和智能化的現(xiàn)代農(nóng)機(jī)裝備成為農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展的新亮點(diǎn)。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛拖拉機(jī)、智能收獲機(jī)、智能除草機(jī)、擠奶機(jī)器人、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化與控制系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方興未艾。

據(jù)調(diào)查顯示，全世界目前重點(diǎn)發(fā)展的農(nóng)機(jī)裝備有三大類——自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)?！艾F(xiàn)在我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備發(fā)展的重點(diǎn)仍是，提高農(nóng)業(yè)裝備的智能化程度和生產(chǎn)性、穩(wěn)定性?！敝袊?guó)工程院院士趙春江說(shuō)，這三種智能化農(nóng)機(jī)裝備國(guó)際上都給出了預(yù)估值，也為未來(lái)我國(guó)發(fā)展農(nóng)機(jī)裝備智能化提供了參考。

農(nóng)機(jī)裝備亟待“交互”

現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合發(fā)展，引發(fā)了農(nóng)業(yè)的第三次革命——“農(nóng)業(yè)數(shù)字革命”。

趙春江表示，農(nóng)業(yè)數(shù)字革命的表現(xiàn)形態(tài)是智慧農(nóng)業(yè)。智慧農(nóng)業(yè)是生物技術(shù)、信息技術(shù)、智能裝備三大生產(chǎn)力要素的統(tǒng)一，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的高級(jí)階段。

他介紹了四種智能農(nóng)業(yè)的類型——土地精耕細(xì)作、設(shè)施的智慧農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品智能加工、智能的信息服務(wù)?！爸悄苻r(nóng)機(jī)裝備和傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)裝備最大的區(qū)別在于交互性?！?

如何提高農(nóng)機(jī)裝備的智能化？歐洲機(jī)械制造商協(xié)會(huì)2017會(huì)議中強(qiáng)調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能對(duì)農(nóng)機(jī)裝備智能提升的作用，特別是人工智能中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、算法及其學(xué)習(xí)等，對(duì)提高農(nóng)機(jī)裝備的智能起著重要作用。

趙春江表示，機(jī)器智能的核心是計(jì)算，但光有算法不行，還要有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)依靠物聯(lián)網(wǎng)，包括通信、傳感器。“未來(lái)要提升農(nóng)機(jī)裝備智能化的程度，要圍繞著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能三方面開(kāi)展工作?！?

中國(guó)工程院院士汪懋華表示，人工智能發(fā)展尚處初級(jí)階段，要對(duì)人工智能熱潮做冷思考，避免把人工智能這一名詞當(dāng)形容詞，隨意貼標(biāo)簽。

在他看來(lái)，推進(jìn)人工智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究，要有高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、模擬人腦智慧的先進(jìn)算法、強(qiáng)大的深度學(xué)習(xí)能力與高水準(zhǔn)計(jì)算芯片平臺(tái)支撐。

頂層設(shè)計(jì)優(yōu)先“智能”

當(dāng)然，人工智能帶來(lái)的機(jī)遇不容小覷。汪懋華指出，“在頂層設(shè)計(jì)方面應(yīng)優(yōu)先制定人工智能在農(nóng)業(yè)裝備智能制造和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理決策相關(guān)的應(yīng)用創(chuàng)新研究規(guī)劃?！?

根據(jù)凱斯紐荷蘭工業(yè)集團(tuán)的分級(jí)，農(nóng)機(jī)裝備的智能分級(jí)有5級(jí)，分別是輔助導(dǎo)航全部人操控、人機(jī)協(xié)同與優(yōu)化全部人操控、系統(tǒng)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)下人輔助自動(dòng)操控、在田間監(jiān)督下無(wú)人自動(dòng)操控、遠(yuǎn)程監(jiān)督下（田間無(wú)監(jiān)控）無(wú)人全自動(dòng)操控。

趙春江指出，利用新一代人工智能技術(shù)提高機(jī)器智能，包括大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、群體智能、人機(jī)混合增強(qiáng)智能、自主無(wú)人系統(tǒng)等。

他重點(diǎn)提及跨媒體智能、人機(jī)混合增強(qiáng)智能。“未來(lái)跨媒體智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用得比較多。特別是5G技術(shù)產(chǎn)生以后，視頻數(shù)據(jù)激增，對(duì)于圖像、語(yǔ)音數(shù)據(jù)怎樣進(jìn)行綜合的分析、挖掘、推理、利用非常重要?！?

一臺(tái)機(jī)器完全依靠科學(xué)技術(shù)把智能提高到很高程度，成本、代價(jià)很高，農(nóng)業(yè)上用不起?！拔磥?lái)除非在特別復(fù)雜條件下，由機(jī)器獨(dú)立完成，很多環(huán)境下人機(jī)是交互的。人和機(jī)器智能系統(tǒng)耦合在一起，形成更強(qiáng)的智能，協(xié)同完成復(fù)雜管理的任務(wù)，使得技術(shù)、產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用?！壁w春江說(shuō)。