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中科院造農機,致力破解大型農機“卡脖子”難題

作者:農機通 本站發布時間:2022年10月13日 收藏

  2021年,中國科學院啟動“黑土糧倉”先導專項,為黑土地保護與利用提供系統解決方案,為保障國家糧食安全和生態安全提供科技支撐。

  截至目前,中科院聯合黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古三省一區已共同打造了7個萬畝級示范區。在黑土地保護示范區,中科院和當地一道探索未來農業的方向。

  在探索沿江村的模式中,出現了農業機械配套制約農業發展問題。

  中國工程院院士、土壤學家張佳寶直言,中國的大型農機主要依賴進口。“大家現在都是在做一些小玩意兒,東北一定要有大型機械。大型機械、智能機械,是以后農業發展的方向。

  據中科院科技促進發展局副局長許航介紹,中國安全可靠的農機供給不足,被視為是農業關鍵“卡脖子”問題。一方面,免耕播種是保護黑土地的有效方式,但是免耕播種機并未廣泛推廣。此外,黑土區域機械化程度高,但高端農機市場長期被國外占領,價格高,且存在信息安全隱患。

  為了用好養好黑土地,大河灣示范區由中國科學院計算技術研究所牽頭,依托我國大型國有農墾企業集團——呼倫貝爾農墾集團規?;?、機械化種植的產業基礎,打造一種智能化的黑土地保護與利用模式。

  在大河灣示范區,“T300(400馬力)智能電動農機”及小巧靈活的巡檢測土機器人相繼出現。

  它們的共同點在于:雖然沒有駕駛艙,但卻有人工智能的“大腦”。只需一個平板或者一個代碼指令,就能在遼闊的農田中“各司其職”:巡檢測土機器人能代替人工實現巡田,并現場采集土壤、圖像、視頻等數據,分析作物的出苗率、長勢等;電動智能拖拉機只要配備適當農具可進行耕、耙、播,自主路徑規劃、路徑跟蹤、自主作業;定制化的多功能免耕播種機可以實現開溝、分層施肥,種肥同播、覆土、鎮壓一次完成。

  “我們最大的優點在于真正地實現了無人耕作,同時利用的是清潔能源。”中科院計算技術研究所正高級工程師張玉成說。從外形看,沒有駕駛艙的農機頗具科技感。“不少人說這些農機看起來不像拖拉機,但誰規定拖拉機就必須是原來的樣子呢?”既然“跨界”,那么大膽一點也無妨。

  “其實我們做的并不是大家傳統印象中農業里育種施肥的工作,更多偏向于算法、自動化技術等等。”中科院地理資源所博士生湯安琪說。在實際應用中,無人機會從農機的機艙中飛出,用來勘探土壤中的氮素、病蟲害情況,還能測產和評估災情,然后將數據傳回,幫助智能農機做出決策。

  “我們是一幫搞計算機的去做拖拉機。”張玉成笑稱。他曾經做過一個詳細的測算:同樣200馬力的農機,用傳統農機需要兩個駕駛員“兩班倒”,一天有效時間也就10個小時左右,這種工作強度下,人很容易產生疲勞。

  但如果把智能農機當成一個電腦就可以編程,對它下達指令,中間除了充換電時間,剩下的時間都可以持續作業。“舉例來說,我們設定好程序,為農機規劃好路徑之后,智能農機可以在半夜三點作業,不需要人跟,效率就有了一個飛躍。”張玉成說。

  “目前東北地區小馬力的農機作業幅寬窄、土壤反復被碾壓,導致黑土地變硬。”張玉成說,該所研制的“鴻鵠”T300智能農機是面向黑土地定制開發的大馬力電動智能農機。其突破大馬力電驅技術,主驅電機功率達到300千瓦(407.88馬力),通過大馬力帶動更寬幅機具,減少對土壤的壓實作用。

  同時,智能農機采用智能技術,能夠在耕作過程中完成土壤、作物、農藝的數據采集,從而讓人更了解黑土地變薄、變瘦、變硬的情況。

  張玉成介紹稱,智能農機集成了50余種傳感信息,能夠針對黑土地開展土壤、作物等作業環境和本體狀態的數據采集,使之成為黑土地上的數據“爬蟲”,為黑土地保護提供準確的數據。東北地區無霜期短、作業時間緊,通過智能化提升,減少或替代人力進行無人作業,可以延長作業時長、提高日作業效率。

  “智能農機把駕駛艙里的人給‘請’了出去,它就不再是一個簡單的動力系統,而是計算機、手機和拖拉機結合的綜合體,我認為這才是未來農機的整個發展方向。”張玉成說。

聲明:圖文素材來源南方都市報,農機通網編輯整理,侵刪。

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