智能农机装备技术的发展与创新

任 宁 ，李海利 ，武 萌 ，沈 帅 ，成佳炯

（1.浙江省农业科学院农业装备研究所，浙江 杭州 310021；2.东南丘陵山地农业装备重点实验室，浙江 杭州 310021；3.临海市农业农村局（临海市特产技术推广总站），浙江 台州 317000）

农业是国民经济的基础，也是人类生存和发展的重要保障。随着科技的进步和农业生产方式的转变，智能农机装备技术已成为农业现代化的重要组成部分，为提高农业生产效率、保障粮食安全、促进农村经济发展作出了重要贡献。本文旨在对智能农机装备技术的发展历程、发展策略进行论述，为农业现代化的发展提供参考。

1 智能农机装备技术的定义和发展历程

智能农机装备技术是指利用先进的传感器、自主导航、人工智能和大数据等技术，将农业机械和装备智能化，实现农业生产全过程的自动化和信息化，提高农业生产效率和质量，降低农业生产成本，保障粮食安全和农村经济发展的新型农业技术[1]。我国智能农机装备的发展起步时间较晚，在20 世纪90 年代初期，我国开始研发智能化拖拉机和联合收割机等农机装备。当时，智能农机装备技术还处于起步阶段，主要采用传感器技术、遥感技术等来实现农机装备的自动控制和监测。进入21 世纪后，我国开始加大智能农机装备的研发和应用力度，逐步开发出多种智能农机装备，如智能化拖拉机、自动化植保机、无人机等。

同时，我国还逐步加强农机装备的自主创新能力，引入了一批先进的智能农机装备技术，提高了农机装备的智能化和自动化水平。近年来，我国智能农机装备得到了快速发展，其发展速度和技术水平均已达到国际较高水平。在技术方面，我国已经实现了多项技术突破，如农机装备的自主导航技术、智能化拖拉机的电子化控制技术、自动化植保机的图像识别技术等；在产品方面，我国智能农机装备的种类和规模也得到了快速增长，如智能化收获机、全自动播种机等。在未来，我国智能农机装备的发展还将继续加强，不断提高农业生产的效率和质量，为农业现代化发展作出更大贡献。

2 智?能农机装备技术种类及其在农业生产中的应用

2.1 智能传感器技术

智能传感器技术是智能农机装备技术的核心之一，通过采集环境信息、农田信息和作物信息等数据，为农机装备的智能化提供基础数据支持[2]。目前，智能传感器技术已经被广泛应用于农业生产的各个环节，例如气象传感器、土壤湿度传感器、氮肥传感器等，通过传感器可以实时采集农作物生长信息，根据数据反馈自动调节农机装备的作业参数。

气象传感器可以通过采集气象信息，如温度、湿度、光照等来预测天气状况，提供决策支持[3]。例如，通过智能气象站可以实时采集作业环境的气象信息，分析系统根据这些数据预测未来天气，为农业生产提供更加准确的决策支持。土壤湿度传感器可以通过采集土壤湿度信息来实现对灌溉系统的智能化控制，提高水资源利用率。例如，通过智能土壤湿度传感器实时监测土壤湿度变化，根据数据反馈调节灌溉系统，实现智能化控制，精准地为农作物供水，提高农作物的生长质量和产量。氮肥传感器可以通过采集农作物的氮素含量信息，来实现对施肥量的智能化控制。例如，通过智能化氮肥传感器实时监测农作物的氮素含量变化，根据数据反馈自动调节施肥量，避免肥料过量使用，降低农业生产成本。

2.2 自主导航技术

自主导航技术的广泛应用为智能农机装备的智能化和自动化提供了重要支撑，通过自主导航技术，智能农机装备可以实现自主识别农田内的地形、障碍物等信息，实现自主导航和避障，提高农机装备的作业精度和效率[4]。在拖拉机驾驶方面，可以通过激光雷达、GPS、图像识别等技术实现拖拉机的自主导航和避障，通过激光雷达技术可以实时采集拖拉机周围的地形信息，通过GPS 技术可以实时定位拖拉机的位置，通过图像识别技术可以实时识别农田内的农作物和障碍物等信息，融合分析获取的数据，自动调节拖拉机作业参数，实现拖拉机的自主导航和避障，提高农业作业效率。除拖拉机驾驶外，自主导航技术在植保无人机方面也有广泛的应用，通过GPS 等技术实现无人机的自主导航和避障，实现农田内的精准植保作业[5]，植保无人机通过GPS 技术实时定位无人机的位置，并通过与预设的飞行轨迹、飞行路线等进行实时的匹配和反馈，实时自动调整无人机的飞行参数，实现自主导航。

2.3 人工智能技术

人工智能技术是智能农机装备技术的另一个重要组成部分，通过机器学习、深度学习等技术实现对农作物、病虫害等信息的自动识别和处理，从而实现对农业生产的智能化和自动化管理。同时，人工智能技术不仅可以实现对农作物、病虫害等信息的自动识别和处理，还可以将图像、声音、气味等信息与农作物的生长状态进行融合，从而提高农作物种植管理的智能化和自动化水平[6]。在农作物生长过程中，环境因素和人为因素都会影响农作物的生长发育，而传统的农业生产往往采用人工肉眼观察农作物的生长状况，不仅效率低下、成本较高，而且也容易出现误判。而人工智能技术可以通过实时采集农田环境数据并进行处理，再结合农作物生长状态以及气象条件等信息进行综合分析判断，从而为农作物的生长提供一个精准化、自动化、智能化的环境信息。以新疆棉花种植为例，智能农机装备技术可以通过环境传感器实时获取棉花生长过程中土壤温湿度、光照强度等信息，然后基于人工智能算法建立棉花长势监测模型，再结合传感器数据对棉花长势进行实时监测和预警。一旦棉花出现叶片变黄、叶片变厚等异常情况，智能农机装备技术便会自动向农户发送预警信息。

3 智能农机装备技术发展创新策略

3.1 加强技术研究和开发

在推动智能农机装备技术创新发展的过程中，需要将加强技术研究和开发作为第一要务[7]。以市场需求为导向，强化政府的引导作用，制定相关的政策和规划，为智能农机装备技术的发展创造良好的外部环境。智能农机装备技术具有较高的研究价值和广阔的发展前景，政府应在政策方面对其进行支持和引导[8]。积极制定相关政策法规，鼓励科研院所、生产企业、用户等多方共同参与智能农机装备技术研究与开发，充分发挥市场对智能农机装备技术研发和应用的引领作用。此外，进一步提高对智能农机装备技术研究人才的重视程度，加强技术研究开发人才的培养和引进，提高高校和科研机构的技术研发力量，提升智能农机装备技术的研发水平。同时，也需进一步注重知识产权的保护，为技术创新提供保障。

3.2 强化标准化和规范化建设

制定相关标准和规范，统一智能农机装备技术的研发和应用标准，提高智能农机装备的通用性和互操作性，推动技术的广泛应用[9]。标准化和规范化建设可以提高智能农机装备的通用性和互操作性，降低技术应用的成本和风险，推动技术的广泛应用。在标准化建设方面，应针对智能农机装备技术的特点和需求，制定相应的标准和规范。例如，制定各智能农机装备的通信协议标准，实现不同品牌和类型的智能农机装备之间的信息互联互通。在规范化建设方面，应制定相应的技术规范，规范智能农机装备的研发、生产、销售和应用等环节，推动技术的规范化发展。例如，制定智能农机装备的安全规范，规范智能农机装备的安全设计和生产标准，保障用户使用安全，通过标准化和规范化建设，可以推动技术的互通和交流，促进技术的共享和合作，实现技术的协同创新和优化。

3.3 推动产业链协同创新

加强产学研合作，推动智能农机装备技术的产业链协同创新，整合产业链上下游资源，提高技术创新和应用水平[10]。加强产学研合作，推动智能农机装备技术的产业链协同创新是智能农机装备技术发展创新的重要策略之一，产学研合作可以充分利用各自的优势资源，促进技术的创新和发展，实现产业链上下游的良性互动和协同创新。产学研合作需要建立合理的机制和体制，加强产学研合作的交流，共同推动技术的创新和应用。例如，政府可以鼓励企业和高校、科研机构开展产学研合作，通过技术研发、技术转移等方式实现产学研合作的共赢。同时，政府还可以设立专项资金，支持产学研合作项目的研发和应用。除此之外，整合产业链上下游资源也是产业链协同创新的重要手段之一，政府可以鼓励产业链上下游企业加强合作，整合产业链资源，共同推动技术的创新和应用，对于智能农机装备的生产企业，可以与传感器、自动控制、生产加工等相关企业进行合作，共同开发智能农机装备，提高其技术水平和市场竞争力。

3.4 加大技术普及和推广力度

在智能农机装备技术发展创新的过程中，宣传和普及也是非常重要的环节，宣传和普及可以帮助更多的人了解智能农机装备技术的优势和应用，推动技术的应用和推广，促进农业生产的现代化和智能化发展。政府相关部门应该加强对智能农机装备技术的宣传和普及，通过多种途径，如政策解读、专题报道、研讨会等，让更多人了解智能农机装备技术的重要性和发展前景；同时，政府还可以通过开展科普活动、推广宣传等形式，向农民群众普及智能农机装备技术的应用，提高农民的科技水平和生产效率。除此之外，企业也应该加强对智能农机装备技术的宣传和推广，通过技术展示、产品演示等方式，让用户了解智能农机装备的性能和优势，提高用户对智能农机装备的认知和信任度，企业还可以加强对用户的培训和服务，提高用户的使用技能和技术水平，促进技术的应用和推广。

3.5 推进国际交流和合作

积极参与国际智能农机装备技术的交流和合作，吸收国际先进技术和理念，对于推动国内智能农机装备技术的创新和进步具有重要意义。在国际智能农机装备技术交流和合作方面，应采取多种措施，如开展技术交流、组织合作研究、联合开发等。首先，应加强国际技术交流，了解国际智能农机装备技术的最新进展和应用情况，掌握国际技术发展趋势和方向，通过开展国际技术交流拓宽技术视野，提高技术水平和创新能力。同时，还可以通过国际技术交流，建立国际合作关系，开拓国际市场，推动国内智能农机装备技术的国际化发展。其次，应开展国际合作研究联合开发智能农机装备技术，通过合作研究，可以充分利用各自的优势资源，共同攻克技术难题，推动技术的创新和进步。最后，应加强对国际技术的吸收和消化，将国际先进技术与国内实际情况相结合，研究开发适合中国国情的农机装备技术，推动国内智能农机装备技术的创新和进步，逐步提高国内智能农机装备技术的水平和竞争力，推动技术的国际化发展。

4 总结

智能农机装备技术的应用将对农业生产和经济发展产生深远的影响，政府和企业应加强技术研究和开发，制定相关标准和规范，加强产学研合作，积极参与国际技术交流和合作，推动智能农机装备技术的创新和发展，提高农业生产效率和质量，降低生产成本，促进农业现代化和智能化发展。