我国农村大面积的作业用机械化智能化来替代

2021-08-12 13:11:57 来源：中国科学报

“我们要将农村大面积的作业用机械化、智能化来替代，这其中首先要解决的就是农机的驾驶脑。”中国工程院院士李德毅认为，自动驾驶是未来农田作业机器人的起跑线。

李德毅也是北京中科原动力科技有限公司（以下简称中科原动力）的首席科学家。他介绍道：“我的团队正在东北大田进行无人拖拉机的大面积作业。”

不久前，中国科学院长春分院与吉林省农业农村厅联合开展吉林省“十大产业集群”暨“黑土粮仓”科技成果对接会。会上，一台没有驾驶舱的拖拉机非常抢眼。这个“大家伙”就是中科原动力研制的智能无人拖拉机。

干农活写代码

在李德毅指导下，中科原动力初创团队从2010年开始从事智能驾驶技术研发与产业化工作。2012年以来，团队先后完成了乘用车京津高速开放环境下无人驾驶路测和公交客车郑开城际快速路开放环境下无人驾驶路测，在港口、物流、配送等领域均有项目落地。

“眼瞅着农忙时间又要到了，可就是找不到好机手，怎么办？”2018年，中科原动力创始人韩威接到来自黑龙江省农场朋友的问询电话，“能不能让拖拉机变成无人驾驶？”这通电话让中科原动力初创团队与无人农机结下不解之缘。

韩威是中国科学院微电子所（以下简称微电子所）副研究员。在微电子所的支持下，中科原动力于2018年正式成立，聚焦在农机无人驾驶领域，希望使农机具备全昼夜、无人化、精准作业能力，解决农业劳动力短缺的问题。韩威透露，截至2021年6月，中科原动力累计在农田开展无人作业6.8万亩。

半路转行的艰辛只有创业者自己知道。韩威表示：“我们团队来自清华大学、加利福尼亚大学伯克利分校、早稻田大学等国内外的高校，大家的知识背景均与自动驾驶相关。我们面临的第一个困难就是要懂农业、懂农机、懂种地。”

于是，中科原动力团队决定去农田一线开展研发。“向农民和老机手学习如何种地、如何开拖拉机、如何解决耕作过程中遇到的各种各样的问题。”韩威表示，“经过两年时间的摸爬滚打，我们团队所有成员均具备了一定的耕种经验，同时我们也积极吸纳农业背景的研发与生产人员加入，其中团队成员里种田时间最长的已达7年。”

“由于团队长时间扎根在农村，我们既能光着膀子干农活，又能干老本行写代码，因此产品迭代速度非常快。”韩威也发现，“农机无人驾驶与公路无人驾驶不同，前者是生产工具，后者是交通工具，前者着重看作业效果，后者更关注安全、舒适。”

易操作接地气

虽然中科原动力初创团队已经摸清楚了无人农机基本的“门门道道”，但是对农民来说接受一项新技术和一类新事物可不容易，这也是中科原动力在无人农机产品推广过程中遇到的最大难题。

“农业领域的新技术新产品推广有自己的特点，农民客户们都非常注重实际效果怎么样、能节省多少钱、能多赚多少钱。”韩威感叹道，“虽然农民客户有刚性需求，但大家又不愿意做第一个吃螃蟹的人，所以我们在村里、乡里做了一年时间的试验与示范，让他们看得见、摸得着，体会到无人驾驶的好处和能够带来的真金白银。”

从实验室研发到产业化推广过程中，中科原动力初创团队变得更接地气。“我们利用人工智能和无人驾驶技术赋能农业，使农田作业更简单、更高效。”韩威说。

简单和高效的实现离不开技术的支撑。韩威介绍，中科原动力初创团队曾完成了全球首例无人驾驶公交客车在开放道路环境下的公开路测，且具备低速无人车的研发经验。“从感知、决策到控制，我们团队具备全栈自动驾驶技术，可以将拖拉机改装成完全无人驾驶系统，不需要人工干预即可完成全部作业流程。”

基于团队成员多次深入一线进行调研，分别与当地农机管理部门、农机合作社、种植户、拖拉机手、销售商进行过多次沟通交流，韩威认为，“与现有农机导航设备相比，我们的产品不仅接地气，还可以在技术上实现全程全天无人化操作。”

此外，中科原动力在研制无人农机时，将人工智能技术用于实现复杂动态环境下的精准苗垄识别、作物杂草区分、障碍物检测等功能，为精准施肥与植保提供支撑，能够降低占据主要份额的农药、化肥和种子成本，大幅提高作业效率，为广大种植户提高收入。

老机手不难找

当年给韩威打来电话的黑龙江现代农机合作社也是中科原动力的第一个客户。双方不仅签署了合作协议，还在该农机合作社的大型农机上试用了无人驾驶产品，解决了农忙时候找人难的问题，并起到节本增效减损的作用。

“自从用了中科原动力的无人农机产品，操作员只需要在屏幕上轻轻一点，一名优秀的‘老机手’就会立刻‘上线’，不知疲倦地开始工作。”该合作社负责人对此非常满意。

韩威很感谢微电子所在中科原动力的起步与发展阶段给予的重要支持。“一方面是人才与资金，另一方面是通过所里的品牌使我们在产品推广方面有更多机会。”

如今，中科原动力的产品分为四大种类，包括无人驾驶虚拟机手系列、智能模块系列、大数据平台系列、特种机器人系列，均已投入市场。

众所周知，我国是农业大国，我们面临着人口老龄化和年轻劳动力短缺的问题，农业自动化、无人化需求强烈。针对这些亟须解决的问题与需求，李德毅希望中科原动力将单台无人农机变成多台，形成一个群体作业系统，完成农业机械化、智慧农场的所有环节。

谈及未来，韩威表示，中科原动力将继续把无人驾驶、机器人、物联网等新技术应用于农业生产耕、种、管、收等环节，促进农业无人化、生产智能化、作业精准化、管理数字化和服务网络化，最终推动我国农业科技现代化的进程。

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