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我國農(nóng)村大面積的作業(yè)用機(jī)械化智能化來替代

2021-08-12 13:11:57 來源：中國科學(xué)報(bào)

“我們要將農(nóng)村大面積的作業(yè)用機(jī)械化、智能化來替代，這其中首先要解決的就是農(nóng)機(jī)的駕駛腦。”中國工程院院士李德毅認(rèn)為，自動(dòng)駕駛是未來農(nóng)田作業(yè)機(jī)器人的起跑線。

李德毅也是北京中科原動(dòng)力科技有限公司（以下簡稱中科原動(dòng)力）的首席科學(xué)家。他介紹道：“我的團(tuán)隊(duì)正在東北大田進(jìn)行無人拖拉機(jī)的大面積作業(yè)。”

不久前，中國科學(xué)院長春分院與吉林省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳聯(lián)合開展吉林省“十大產(chǎn)業(yè)集群”暨“黑土糧倉”科技成果對(duì)接會(huì)。會(huì)上，一臺(tái)沒有駕駛艙的拖拉機(jī)非常搶眼。這個(gè)“大家伙”就是中科原動(dòng)力研制的智能無人拖拉機(jī)。

干農(nóng)活寫代碼

在李德毅指導(dǎo)下，中科原動(dòng)力初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)從2010年開始從事智能駕駛技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作。2012年以來，團(tuán)隊(duì)先后完成了乘用車京津高速開放環(huán)境下無人駕駛路測(cè)和公交客車鄭開城際快速路開放環(huán)境下無人駕駛路測(cè)，在港口、物流、配送等領(lǐng)域均有項(xiàng)目落地。

“眼瞅著農(nóng)忙時(shí)間又要到了，可就是找不到好機(jī)手，怎么辦？”2018年，中科原動(dòng)力創(chuàng)始人韓威接到來自黑龍江省農(nóng)場朋友的問詢電話，“能不能讓拖拉機(jī)變成無人駕駛？”這通電話讓中科原動(dòng)力初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)與無人農(nóng)機(jī)結(jié)下不解之緣。

韓威是中國科學(xué)院微電子所（以下簡稱微電子所）副研究員。在微電子所的支持下，中科原動(dòng)力于2018年正式成立，聚焦在農(nóng)機(jī)無人駕駛領(lǐng)域，希望使農(nóng)機(jī)具備全晝夜、無人化、精準(zhǔn)作業(yè)能力，解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力短缺的問題。韓威透露，截至2021年6月，中科原動(dòng)力累計(jì)在農(nóng)田開展無人作業(yè)6.8萬畝。

半路轉(zhuǎn)行的艱辛只有創(chuàng)業(yè)者自己知道。韓威表示：“我們團(tuán)隊(duì)來自清華大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、早稻田大學(xué)等國內(nèi)外的高校，大家的知識(shí)背景均與自動(dòng)駕駛相關(guān)。我們面臨的第一個(gè)困難就是要懂農(nóng)業(yè)、懂農(nóng)機(jī)、懂種地。”

于是，中科原動(dòng)力團(tuán)隊(duì)決定去農(nóng)田一線開展研發(fā)。“向農(nóng)民和老機(jī)手學(xué)習(xí)如何種地、如何開拖拉機(jī)、如何解決耕作過程中遇到的各種各樣的問題。”韓威表示，“經(jīng)過兩年時(shí)間的摸爬滾打，我們團(tuán)隊(duì)所有成員均具備了一定的耕種經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)我們也積極吸納農(nóng)業(yè)背景的研發(fā)與生產(chǎn)人員加入，其中團(tuán)隊(duì)成員里種田時(shí)間最長的已達(dá)7年。”

“由于團(tuán)隊(duì)長時(shí)間扎根在農(nóng)村，我們既能光著膀子干農(nóng)活，又能干老本行寫代碼，因此產(chǎn)品迭代速度非常快。”韓威也發(fā)現(xiàn)，“農(nóng)機(jī)無人駕駛與公路無人駕駛不同，前者是生產(chǎn)工具，后者是交通工具，前者著重看作業(yè)效果，后者更關(guān)注安全、舒適。”

易操作接地氣

雖然中科原動(dòng)力初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)摸清楚了無人農(nóng)機(jī)基本的“門門道道”，但是對(duì)農(nóng)民來說接受一項(xiàng)新技術(shù)和一類新事物可不容易，這也是中科原動(dòng)力在無人農(nóng)機(jī)產(chǎn)品推廣過程中遇到的最大難題。

“農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的新技術(shù)新產(chǎn)品推廣有自己的特點(diǎn)，農(nóng)民客戶們都非常注重實(shí)際效果怎么樣、能節(jié)省多少錢、能多賺多少錢。”韓威感嘆道，“雖然農(nóng)民客戶有剛性需求，但大家又不愿意做第一個(gè)吃螃蟹的人，所以我們?cè)诖謇铩⑧l(xiāng)里做了一年時(shí)間的試驗(yàn)與示范，讓他們看得見、摸得著，體會(huì)到無人駕駛的好處和能夠帶來的真金白銀。”

從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化推廣過程中，中科原動(dòng)力初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)變得更接地氣。“我們利用人工智能和無人駕駛技術(shù)賦能農(nóng)業(yè)，使農(nóng)田作業(yè)更簡單、更高效。”韓威說。

簡單和高效的實(shí)現(xiàn)離不開技術(shù)的支撐。韓威介紹，中科原動(dòng)力初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)曾完成了全球首例無人駕駛公交客車在開放道路環(huán)境下的公開路測(cè)，且具備低速無人車的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。“從感知、決策到控制，我們團(tuán)隊(duì)具備全棧自動(dòng)駕駛技術(shù)，可以將拖拉機(jī)改裝成完全無人駕駛系統(tǒng)，不需要人工干預(yù)即可完成全部作業(yè)流程。”

基于團(tuán)隊(duì)成員多次深入一線進(jìn)行調(diào)研，分別與當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)管理部門、農(nóng)機(jī)合作社、種植戶、拖拉機(jī)手、銷售商進(jìn)行過多次溝通交流，韓威認(rèn)為，“與現(xiàn)有農(nóng)機(jī)導(dǎo)航設(shè)備相比，我們的產(chǎn)品不僅接地氣，還可以在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)全程全天無人化操作。”

此外，中科原動(dòng)力在研制無人農(nóng)機(jī)時(shí)，將人工智能技術(shù)用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境下的精準(zhǔn)苗壟識(shí)別、作物雜草區(qū)分、障礙物檢測(cè)等功能，為精準(zhǔn)施肥與植保提供支撐，能夠降低占據(jù)主要份額的農(nóng)藥、化肥和種子成本，大幅提高作業(yè)效率，為廣大種植戶提高收入。

老機(jī)手不難找

當(dāng)年給韓威打來電話的黑龍江現(xiàn)代農(nóng)機(jī)合作社也是中科原動(dòng)力的第一個(gè)客戶。雙方不僅簽署了合作協(xié)議，還在該農(nóng)機(jī)合作社的大型農(nóng)機(jī)上試用了無人駕駛產(chǎn)品，解決了農(nóng)忙時(shí)候找人難的問題，并起到節(jié)本增效減損的作用。

“自從用了中科原動(dòng)力的無人農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，操作員只需要在屏幕上輕輕一點(diǎn)，一名優(yōu)秀的‘老機(jī)手’就會(huì)立刻‘上線’，不知疲倦地開始工作。”該合作社負(fù)責(zé)人對(duì)此非常滿意。

韓威很感謝微電子所在中科原動(dòng)力的起步與發(fā)展階段給予的重要支持。“一方面是人才與資金，另一方面是通過所里的品牌使我們?cè)诋a(chǎn)品推廣方面有更多機(jī)會(huì)。”

如今，中科原動(dòng)力的產(chǎn)品分為四大種類，包括無人駕駛虛擬機(jī)手系列、智能模塊系列、大數(shù)據(jù)平臺(tái)系列、特種機(jī)器人系列，均已投入市場。

眾所周知，我國是農(nóng)業(yè)大國，我們面臨著人口老齡化和年輕勞動(dòng)力短缺的問題，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、無人化需求強(qiáng)烈。針對(duì)這些亟須解決的問題與需求，李德毅希望中科原動(dòng)力將單臺(tái)無人農(nóng)機(jī)變成多臺(tái)，形成一個(gè)群體作業(yè)系統(tǒng)，完成農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智慧農(nóng)場的所有環(huán)節(jié)。

談及未來，韓威表示，中科原動(dòng)力將繼續(xù)把無人駕駛、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)耕、種、管、收等環(huán)節(jié)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)無人化、生產(chǎn)智能化、作業(yè)精準(zhǔn)化、管理數(shù)字化和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，最終推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)科技現(xiàn)代化的進(jìn)程。

標(biāo)簽：科技成果大面積作業(yè) 無人拖拉機(jī) 農(nóng)田作業(yè)