農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向

許巖巖

（黑龍江農(nóng)墾職業(yè)學(xué)院（賓西校區(qū)），黑龍江 哈爾濱 150431）

人工智能技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了極為有利的促進(jìn)作用，其優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)模仿人類的實(shí)踐行為、學(xué)習(xí)人類的操作方法，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的開展效率，降低復(fù)雜工作的開展難度，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體質(zhì)量。近幾年，我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綜合發(fā)展水平不斷提升，這與農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的發(fā)展有著直接的關(guān)系。在下文中，主要從農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用為切入點(diǎn)，明確農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用前景和發(fā)展方向，希望能夠?yàn)橹r(nóng)業(yè)領(lǐng)域的智能化發(fā)展積累更多的經(jīng)驗(yàn)。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)，是人工智能技術(shù)與農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物。在新時(shí)代背景下，人工智能技術(shù)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)的多個(gè)領(lǐng)域中。人工智能技術(shù)在大部分人心中都已經(jīng)不是陌生的詞匯，其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用，很大程度上提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，與農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的有機(jī)結(jié)合更是提高了農(nóng)機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行能力，充分保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的便捷性和精確性。舉例來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)最直觀的應(yīng)用體現(xiàn)莫過(guò)于自動(dòng)駕駛。農(nóng)機(jī)的自動(dòng)駕駛，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是指在開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作過(guò)程中運(yùn)用到的拖拉機(jī)、收獲機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，在借助感知系統(tǒng)、定位系統(tǒng)提供的輔助后，收取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所處的環(huán)境、農(nóng)業(yè)機(jī)械自身所處的位置等信息，從而有針對(duì)性地對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行路徑和運(yùn)行節(jié)奏加以把控，確保農(nóng)機(jī)能夠按照規(guī)劃的軌跡行駛。農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于能夠極大程度上減輕人工勞動(dòng)耗費(fèi)的成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的精準(zhǔn)性和可靠性，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升。就目前情況來(lái)看，農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛已經(jīng)較多地運(yùn)用到了導(dǎo)航定位技術(shù)，不僅有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)于整體區(qū)域的規(guī)劃，同時(shí)也能夠規(guī)避許多運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的引導(dǎo)下，農(nóng)業(yè)機(jī)械中的智能化系統(tǒng)可以對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械所處的環(huán)境狀態(tài)加以剖析，及時(shí)捕捉障礙物信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)全局環(huán)境的多方面感知。與此同時(shí)，也可以結(jié)合地形地貌條件進(jìn)行土地耕種深度的調(diào)節(jié)。視覺(jué)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)的有機(jī)結(jié)合，能夠使農(nóng)業(yè)機(jī)械避免與周邊障礙物碰撞，達(dá)到安全生產(chǎn)的目的。以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用頻率較高的拖拉機(jī)為例，在自動(dòng)駕駛技術(shù)的引導(dǎo)下，拖拉機(jī)的作業(yè)效率大幅度提升，農(nóng)業(yè)人員承擔(dān)的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，拖拉機(jī)還可同時(shí)滿足夜間開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，極大程度上提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。即便是在無(wú)人駕駛的情況下也能完成起壟等工作，且作業(yè)質(zhì)量有保障，有助于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

1.2 精準(zhǔn)播種技術(shù)的應(yīng)用

精準(zhǔn)播種，是指在播種工作開展的過(guò)程中，通過(guò)協(xié)調(diào)好種子與種子之間的距離，在保障農(nóng)作物能夠健康生長(zhǎng)的前提下，盡可能地提高單位區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物的產(chǎn)量。眾所周知，農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中必須獲得足夠的光照、水分和營(yíng)養(yǎng)，這就要求廣大農(nóng)民群眾能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有土地資源的利用率，充分保障作物的產(chǎn)量。就目前情況來(lái)看，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的播種機(jī)普遍為純機(jī)械式結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)其在正常作用的條件下，會(huì)按照設(shè)定的間隔播種，種子之間的距離是完全一致的。廣大農(nóng)民群眾可以通過(guò)調(diào)節(jié)播種機(jī)械的運(yùn)行速度，控制種子播種的時(shí)間間隔，但機(jī)械設(shè)備存在一定的不穩(wěn)定性，時(shí)常出現(xiàn)無(wú)法及時(shí)排出種子，甚至是一次排出多顆種子的情況。在農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的輔助下，可以通過(guò)在播種機(jī)上加裝攝像頭，模擬農(nóng)民的眼睛，再將捕捉到的畫面錄入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)于種子播種過(guò)程的細(xì)致分析，及時(shí)記錄，即便存在漏播、多播的情況，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)也能夠?qū)υ搮^(qū)域進(jìn)行特殊標(biāo)記或編號(hào)處理，無(wú)需完全依賴于傳統(tǒng)的人工識(shí)別方式，極大程度上降低了人力成本。播種質(zhì)量監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于條播、穴播等農(nóng)業(yè)機(jī)械播種方式的監(jiān)測(cè)，漏播堵塞預(yù)警的精準(zhǔn)度已經(jīng)超過(guò)了98% ，播種粒數(shù)技術(shù)錯(cuò)誤的誤差精確性則已經(jīng)壓縮到了2% 。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)作用下的播種工作，還可以選擇借助探測(cè)裝置獲得更加精準(zhǔn)可靠的土壤環(huán)境信息，然后結(jié)合信息進(jìn)行計(jì)算，合理控制播種的密度，滿足自動(dòng)播種的需求。

1.3 作物收獲技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，傳統(tǒng)的人工收割方式早已被摒棄，取而代之的是機(jī)械化、智能化的收割方式。無(wú)論需要收割的農(nóng)作物是在旱地中種植的麥、玉米，還是在水田中種植的水稻，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備都能夠合理應(yīng)對(duì)。同時(shí)，收獲機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中還會(huì)對(duì)于收獲的作物進(jìn)行清選和檢測(cè)。機(jī)械設(shè)備會(huì)先借助割臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)作物的收割，然后通過(guò)調(diào)節(jié)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、凹板的間隙，實(shí)現(xiàn)對(duì)于作物的脫粒、分離和篩選。目前，大部分的收割機(jī)智能測(cè)控產(chǎn)品都已經(jīng)安裝了糧位傳感器、損失傳感器、產(chǎn)量傳感器等，普遍能夠滿足上述要求。相關(guān)操作人員可以通過(guò)控制收獲機(jī)的行駛速度。割臺(tái)所處的高度等參數(shù)，滿足作物收獲工作開展的需求。通過(guò)在收獲機(jī)上安裝攝像頭，能夠?qū)⒂袃r(jià)值的信息借助神經(jīng)網(wǎng)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，盡可能地減少機(jī)械收獲造成的作物損失，并提高農(nóng)作物的收獲效率。隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，收獲機(jī)的種類越來(lái)越多樣，適用領(lǐng)域越來(lái)越廣，早已不局限于谷物的收獲這一單一方面，水果的采摘同樣可以以農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)為引導(dǎo)，運(yùn)用圖片識(shí)別技術(shù)加強(qiáng)定位，不僅不會(huì)對(duì)果樹和果實(shí)造成破壞，而且提高了果實(shí)收獲的效率。與此同時(shí)，在可持續(xù)發(fā)展理念的引導(dǎo)下，我們不僅要做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前期和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)工作，農(nóng)作物收獲完成后的田間處理工作也需要適時(shí)完成。打捆定位技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用，使得打捆機(jī)的工作效率大幅度提升，配套功能逐漸優(yōu)化，操作更加便捷，只需遠(yuǎn)程監(jiān)控而無(wú)需增加人工，更好地滿足了綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。

1.4 植保機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用

促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的進(jìn)步，要求我們能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)管理滲透到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)中。農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用可以滿足智能除草、智能施肥、智能灌溉、智能噴藥等一系列的要求，借助電腦圖像識(shí)別技術(shù)，隨時(shí)獲取與農(nóng)作物生產(chǎn)情況相關(guān)的信息，然后及時(shí)判斷出哪一區(qū)域的農(nóng)作物需要進(jìn)行灌溉、施肥，哪些區(qū)域需要進(jìn)行病蟲害治理，又有哪些區(qū)域需要進(jìn)行雜草清除。以變量噴藥控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)將變量施藥控制器、壓力傳感器、流量傳感器以及輔助駕駛設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)在線進(jìn)行噴藥流量、噴霧量的控制，而變量控制的誤差幾乎不會(huì)超過(guò)5% 。由于能夠更加充分地了解農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況，明確農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，所以能夠更加精準(zhǔn)地完成施肥和噴施藥物等工作，更大程度上節(jié)約了農(nóng)藥和化肥，提高了現(xiàn)有農(nóng)業(yè)資源的利用率，為廣大農(nóng)民群眾減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前期的經(jīng)濟(jì)投入。

1.5 遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)廣泛應(yīng)用的最直觀的體現(xiàn)莫過(guò)于遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠使種植人員和管理人員無(wú)需去往種植現(xiàn)場(chǎng)，即可隨時(shí)隨地獲得與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的信息。通過(guò)建立起完備的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化信息管理系統(tǒng)，相關(guān)管理人員只需要將與掛在機(jī)具有關(guān)的數(shù)據(jù)信息錄入到系統(tǒng)中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化信息管理系統(tǒng)的控制器就可以在脫離人工操作的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的剖析，管理人員只需借助網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)即可獲取與農(nóng)作物生長(zhǎng)趨勢(shì)相關(guān)的情況，為各項(xiàng)管理決策的貫徹落實(shí)提供有效的依據(jù)。管理人員還可以結(jié)合自身需求，隨時(shí)借助系統(tǒng)抓拍圖片信息，加強(qiáng)與實(shí)踐操作人員的溝通交流，實(shí)現(xiàn)全面、細(xì)致的管理。通常情況下，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由主控器、監(jiān)管器械、深度傳感器、GPS傳感器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、速度傳感器等部分共同構(gòu)成，無(wú)論是固定不動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，還是時(shí)常處于運(yùn)行狀態(tài)下的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，都可以在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的輔助下將有效信息實(shí)時(shí)反饋給管理人員。管理人員只需要在人機(jī)交互界面上設(shè)置對(duì)應(yīng)的編碼，即可通過(guò)在主控室中的操作掌握作業(yè)的深度、調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行速度，如果農(nóng)業(yè)機(jī)械智能設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行與規(guī)定要求不符，系統(tǒng)還會(huì)第一時(shí)間將警告信息傳遞給管理人員，便于管理人員有針對(duì)性地予以調(diào)整。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向

結(jié)合過(guò)去一段時(shí)間農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用需求，我們可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)領(lǐng)域還有著較大的開發(fā)空間，其未來(lái)的推廣和應(yīng)用必將為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供更加充足的發(fā)展動(dòng)力?？梢源竽懲茰y(cè)，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)未來(lái)將逐漸朝著精測(cè)、精控、精管的方向發(fā)展。

首先，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的技術(shù)水平會(huì)逐漸提高。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平飛速進(jìn)步的大背景下，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，應(yīng)用頻率越來(lái)越高，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的科技水平必須做到與時(shí)俱進(jìn)，優(yōu)化創(chuàng)新，才能更好地滿足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域智能化生產(chǎn)、機(jī)械化發(fā)展、一體化建設(shè)等一系列需求。而在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的輔助下，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)⒅饾u朝著精細(xì)化農(nóng)業(yè)的方向轉(zhuǎn)型，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率明顯提升，農(nóng)產(chǎn)品的種類越來(lái)越豐富，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了更好的保障。

其次，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)會(huì)逐漸朝著信息化的方向發(fā)展。就目前情況來(lái)看，針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的管理通常是以智能化為主的，即將目前已有的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的配置情況、運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)調(diào)度情況有機(jī)整合在一起，提高設(shè)備的應(yīng)用效率。相關(guān)負(fù)責(zé)人員仍需去往農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)獲取與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的信息，再結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)與發(fā)展需求，對(duì)農(nóng)業(yè)設(shè)備的運(yùn)行情況予以調(diào)整。如果能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與移動(dòng)作業(yè)機(jī)械以管理信息系統(tǒng)有機(jī)銜接在一起，及時(shí)、精準(zhǔn)地獲取有關(guān)的作業(yè)數(shù)據(jù)，即可制定更具可行性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)方案。

最后，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用會(huì)更多地從人機(jī)交互著手，以發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為目的。在農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的輔助下，管理人員只需要觀察顯示儀器上數(shù)據(jù)信息的變化，即可了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況，并通過(guò)下達(dá)相關(guān)指令，為農(nóng)作物的生長(zhǎng)營(yíng)造更加適宜的條件。技術(shù)人員在借助模型數(shù)據(jù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中突發(fā)狀況的預(yù)判時(shí)，能夠從根本上規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)，極大程度上降低了不必要的時(shí)間成本和生產(chǎn)成本消耗，提高了現(xiàn)有土地資源和其他資源的利用率。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，科技領(lǐng)域的發(fā)展水平日新月異，現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更多地汲取了現(xiàn)代科技的優(yōu)勢(shì)，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，其價(jià)值也被越來(lái)越多的人所認(rèn)可。自動(dòng)駕駛技術(shù)、精準(zhǔn)播種技術(shù)、作物收獲技術(shù)、植保機(jī)械技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)等農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了廣大農(nóng)民群眾的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)壓力，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作開展的效率，同時(shí)也提高了現(xiàn)有農(nóng)業(yè)資源的利用率，更大程度上保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，規(guī)避了潛在的農(nóng)業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域改革的步伐從未停歇，今后，會(huì)有越來(lái)越先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)也會(huì)逐漸朝著信息化的方向發(fā)展，以人機(jī)交互為著手點(diǎn)，逐步實(shí)現(xiàn)發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的目的。我們還需大力推廣農(nóng)業(yè)機(jī)械智能技術(shù)，使之能夠更好地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中發(fā)揮效用，為國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步奠定更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。