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不久前舉行的第三十二屆楊凌農(nóng)高會農(nóng)機裝備展上,一批先進的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化智能裝備亮相,令參展觀眾眼前一亮。從智能裝備、生物技術(shù)到新材料、新工藝,現(xiàn)代科技正悄然改變著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式。12月8日,記者走進西北農(nóng)林科技大學(xué),探秘硬核農(nóng)機裝備如何重塑農(nóng)耕圖景。
機器人讓采摘蘋果變輕松
今年秋收,在黃陵縣的蘋果全程機械化試驗站里,被果農(nóng)親切地稱為“大娃”“小娃”的兩臺機器人,輕巧地穿梭于果林之間。“大娃”伸展機械臂采摘高處的蘋果,“小娃”輕柔摘取低處的蘋果。
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這對“雙生”機器人由西北農(nóng)林科技大學(xué)教授楊福增團隊自主研發(fā),是我國首套蘋果雙臂協(xié)同采摘機器人系統(tǒng)。它們集人工智能識別、多自由度機械臂與現(xiàn)代控制技術(shù)于一體,實現(xiàn)0.015秒快速識別、7.5秒完成單果采摘,做到“認(rèn)得準(zhǔn)、抓得穩(wěn)、摘得輕”。
長期以來,我國丘陵山區(qū)果園面臨“牛能進,‘鐵牛’難進”的情況,采摘蘋果依賴“梯子+果籃”的傳統(tǒng)方式,機械化采收率僅2.7%,采收成本占總成本的三成到四成。
為破解這一困境,楊福增團隊歷經(jīng)數(shù)年攻關(guān),取得兩項關(guān)鍵突破:一是研發(fā)高效識別算法,在復(fù)雜環(huán)境中實時定位并給果實分類;二是優(yōu)化末端執(zhí)行器,實現(xiàn)輕柔采摘,最大限度保護蘋果。
2022年,楊福增團隊在單臂機基礎(chǔ)上成功研制出雙臂協(xié)同機器人,并進一步構(gòu)建國內(nèi)首套“采摘—轉(zhuǎn)運”多機器人協(xié)同系統(tǒng)。如今,升級后的五臂、六臂機器人已具備全天候作業(yè)能力。系統(tǒng)全面應(yīng)用后,單機每小時可采摘約800個蘋果。
無人農(nóng)場實現(xiàn)“指尖種地”
“300畝小麥,一天多就收完了。”說起今年夏收的新變化,寶雞市陳倉區(qū)利民無人農(nóng)場的“90后”負(fù)責(zé)人王浩杰感慨不已,“只需在指揮屏上輕輕一點,遠處的無人收割機便應(yīng)令而動,在麥田中自主穿行,高效完成收割任務(wù)。”
“過去種地全憑經(jīng)驗,漏播現(xiàn)象時有發(fā)生。如今,借助無人駕駛裝備,苗出得整齊劃一,仿佛用尺子量過一般。機器還能24小時不間斷作業(yè)。”王浩杰對智能農(nóng)機贊不絕口。這些先進技術(shù)源自西北農(nóng)林科技大學(xué)機械與電子工程學(xué)院教授陳軍團隊的多年潛心研究。
“農(nóng)業(yè)裝備智能化的目的并非炫技,而是要讓人少受累、多增收。”陳軍告訴記者,由他帶領(lǐng)團隊打造的北斗導(dǎo)航智能農(nóng)作系統(tǒng),在寶雞無人農(nóng)場落地3年,效果非常明顯。
陳軍說,未來農(nóng)場將向“農(nóng)機、農(nóng)藝、農(nóng)信深度融合”的方向升級,通過智能調(diào)度實現(xiàn)多機協(xié)同作業(yè),服務(wù)于播種、植保、收割等環(huán)節(jié),進一步提升效益,惠及更多農(nóng)戶。
破解丘陵山區(qū)播種難題
“這臺機器每小時能播種1.5畝玉米,效率是人工的10倍,而且不易纏草堵土。”在楊凌天河機械制造有限公司生產(chǎn)車間,陜西省農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專家李智國指著身旁一臺靈巧的丘陵山區(qū)小型精量播種機介紹,這個“田間神器”能用于小麥、玉米、油菜等多種作物的播種作業(yè),操作簡便,價格也不貴,普通農(nóng)戶能“買得起、用得好”。
這款農(nóng)機的誕生,源于李智國對陜西丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的深入思考。面對“大農(nóng)機進不去、人力種地效率低”的難題,他帶領(lǐng)團隊聯(lián)合企業(yè),緊扣農(nóng)戶實際需求開展攻關(guān),最終研發(fā)出這款體型小巧、播種精準(zhǔn)的裝備。
從丘陵到旱塬,團隊的研發(fā)始終緊貼田間需求。針對西北旱塬的種植需求,李智國團隊還研發(fā)了高性能小麥智能精量播種機。該機采用寬幅溝播技術(shù),該技術(shù)可促使麥苗健壯、抗倒伏。目前,該機已進入中試階段。
“農(nóng)機研發(fā)一定要緊跟農(nóng)民的需求。”展望未來,李智國說,“我們要先扎實做好機械化,再穩(wěn)步邁向智能化。通過培訓(xùn)農(nóng)機手、推廣實用農(nóng)機,讓更多農(nóng)民從科技進步中受益。”
從實驗室走向廣袤田野,這些智能農(nóng)機解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的諸多痛點,助力農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化、智能化、綠色化發(fā)展。這些硬核科技的加速推廣,為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展注入新活力。
編輯|高瑜審核|趙允
來源|陜西日報作者|馬騰
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