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尤其是今年以來智能化農(nóng)業(yè)裝備的應(yīng)用，對于提高生產(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)型升級提供了廣闊前景。
與此同時，我國智能農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展總體上還處于初級階段，尚有諸多難題待攻克。不久前，在江蘇省鎮(zhèn)江市召開的2020耒耜國際論壇上，與會者圍繞“智能農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展趨勢”展開線上線下的研討。
基礎(chǔ)問題尚待解決
雖為世界第一農(nóng)機生產(chǎn)大國和使用大國，但我國與世界的差距究竟在哪里？
中國工程院院士陳學(xué)庚指出，與發(fā)達國家相比，我國農(nóng)業(yè)機械化發(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)機融合與全程機械化配置性差等問題。
他指出，農(nóng)業(yè)裝備使用可靠性和耐用度不足是我國農(nóng)業(yè)機械存在的薄弱環(huán)節(jié)，也是我國農(nóng)業(yè)裝備在國際上話語權(quán)不強的主要因素。“特別是基礎(chǔ)性關(guān)鍵零部件效能提升和可靠性技術(shù)等問題。在推進農(nóng)業(yè)裝備信息化、智能化過程中，首要的是解決這些基礎(chǔ)問題。”
不得不說，在全球制造業(yè)的四級梯隊中，目前中國仍處于第三梯隊，這種格局在短時間內(nèi)難有根本性改變。
近年來，復(fù)合式、高性能和智能化的現(xiàn)代農(nóng)機裝備成為農(nóng)業(yè)裝備發(fā)展的新亮點。農(nóng)業(yè)無人機、無人駕駛拖拉機、智能收獲機、智能除草機、擠奶機器人、農(nóng)業(yè)自動化與控制系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方興未艾。
據(jù)調(diào)查顯示，全世界目前重點發(fā)展的農(nóng)機裝備有三大類——自動駕駛拖拉機、農(nóng)業(yè)機器人、無人機。“現(xiàn)在我國農(nóng)機裝備發(fā)展的重點仍是，提高農(nóng)業(yè)裝備的智能化程度和生產(chǎn)性、穩(wěn)定性。”中國工程院院士趙春江說，這三種智能化農(nóng)機裝備國際上都給出了預(yù)估值，也為未來我國發(fā)展農(nóng)機裝備智能化提供了參考。
農(nóng)機裝備亟待“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)。“智能農(nóng)機裝備和傳統(tǒng)農(nóng)機裝備最大的區(qū)別在于交互性。”
如何提高農(nóng)機裝備的智能化？歐洲機械制造商協(xié)會2017會議中強調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能對農(nóng)機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，對提高農(nóng)機裝備的智能起著重要作用。
趙春江表示，機器智能的核心是計算，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。“未來要提升農(nóng)機裝備智能化的程度，要圍繞著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能三方面開展工作。”
中國工程院院士汪懋華表示，人工智能發(fā)展尚處初級階段，要對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，推進人工智能農(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算法、強大的深度學(xué)習(xí)能力與高水準(zhǔn)計算芯片平臺支撐。
頂層設(shè)計優(yōu)先“智能”
當(dāng)然，人工智能帶來的機遇不容小覷。汪懋華指出，“在頂層設(shè)計方面應(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、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)集團的分級，農(nóng)機裝備的智能分級有5級，分別是輔助導(dǎo)航全部人操控、人機協(xié)同與優(yōu)化全部人操控、系統(tǒng)對環(huán)境監(jiān)測下人輔助自動操控、在田間監(jiān)督下無人自動操控、遠程監(jiān)督下（田間無監(jiān)控）無人全自動操控。
趙春江指出，利用新一代人工智能技術(shù)提高機器智能，包括大數(shù)據(jù)智能、跨媒體智能、群體智能、人機混合增強智能、自主無人系統(tǒng)等。
他重點提及跨媒體智能、人機混合增強智能。“未來跨媒體智能在農(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，對于圖像、語音數(shù)據(jù)怎樣進行綜合的分析、挖掘、推理、利用非常重要。”
一臺機器完全依靠科學(xué)技術(shù)把智能提高到很高程度，成本、代價很高，農(nóng)業(yè)上用不起。“未來除非在特別復(fù)雜條件下，由機器獨立完成，很多環(huán)境下人機是交互的。人和機器智能系統(tǒng)耦合在一起，形成更強的智能，協(xié)同完成復(fù)雜的管理任務(wù)，使得技術(shù)、產(chǎn)品在實際生產(chǎn)中得到應(yīng)用。”趙春江說。（記者溫才妃）
中國科學(xué)報
