我国人工智能化农业机械应用及发展分析.pdf

32 农机化研究 Agriculture Mechanization Research 2020 年 5 月下 我国人工智能化农业机械应用及发展分析 徐东升 济南市钢城区里辛街道办事处 山东 济南 250000 摘 要 当前 我国的人工智能技术 互联网技术发展日趋成熟 在多个领域崭露头角 农业科学工作者转变观念 将人工智能和 互联网 渗透在农业领域 由此开启了我国智能化农业机械新一代科学技术的变革 人工智能化在农业机械和生产中的运用开始增多 运用人工智能化技 术辅助农业生产 能大幅度提升农业生产的质量和效率 有效促进农民的增产增收 增加其经济效益 文章重点对人工智能化在农业机械领域中 的应用进行了分析 并对其未来发展进行了深入研究 关键词 人工智能化 农业机械 应用 发展 中图分类号 S23 文献标志码 A 文章编号 1672 3872 2020 10 0032 02 作者简介 徐东升 1973 男 山东莱芜人 大专 工程师 研究方向 农业机械 人工智能 是近年来各企业家口头和研究者笔下的热 点话题 已然形成一门广泛的多学科交叉和前沿科学 在我 国提出 感知中国 的发展战略后 农机行业正面临着智能化 数字化 自动化 信息化的大变革 同时 互联网 农机 使得企业与用户直接对接 用户定制与参与企业组装由过去 的不可能成为可能 1 2 人工智能在我国农业领域得到了应用 农业实现现代化是新时代乡村振兴的基石 可以有效规避农 业生产风险 提高农业经济效益 3 4 人们需要进一步研究人 工智能和农业机械人工智能化 大力推进农业生产事业又好 又快发展 显然 农业的现代化发展与农机人工智能化息息 相关 农业发展正在努力迈向4 0时代 而 物联网 大 数据 云服务计算和人工智能等新技术在农业领域的应用 已然成了现代化农业发展新的动力和支撑 大数据时代下 农机制造企业将会成为整个农业价值链中的重要环节 如何 让人工智能在农机领域更好地应用并满足当下的农机化需求 是农机企业未来谋发展的一个新的方向和维度 5 1 人工智能技术在农业机械中的应用 我国自然资源丰富 但是也面临着土地资源紧缺 耕作 过度依赖化肥农药 土壤过度使用从而造成环境破坏等问题 如何使用有限的耕地资源增加农业产出 同时满足绿色可持 续发展需求呢 人工智能技术的成熟告诉了人们答案 并向 人类展示了其在农业领域的巨大应用潜力 1 人工智能化在土壤 病虫害防治等农业机械中的应用 人工智能化目前已在农业机械领域实现了基于土壤探测 病 虫害防护等功能的合理化农机精准服务 新型无人机和人工 智能农机机器人的结合 利用类似核磁共振的成像技术 无 人机快速精准拍下土壤和农作物的照片 通过电脑人工智能 分析 得出土壤成分和肥力等相关数据 跨领域的科学家将5 万多张农作物叶子的照片导入该智能农机系统 并运行智能的 深度学习算法 使该智能农机系统探测土地肥力 识别病虫害 并在化肥库和农药库中找到所需物品 进行下一步喷洒作业 大幅度节省了人工成本 提高了大面积种植的效率和产能 目前 该人工智能农机机器人系统功能可检测14种作物的26 种疾病 识别准确率高达98 95 实现了精准施肥和病虫防害 农户只需要定期维护和保养人工智能农机机器人即可 2 人工智能化基于耕作 播种 采摘等智能机器人的应用 学者将人工智能识别技术与智能机器人技术完美结合 可深入 广泛应用于农业播种 耕作 采摘等场景 提升农业生产效率 降低人工成本 同时降低农药和化肥消耗 在播种环节 科 学家最新研发的智能播种机器人通过前端探测装置获取土壤 信息 然后通过人工智能优化算法得出最优化的播种密度及 路径规划 并自动播种 在耕作环节 基于人工智能化的农 业智能机器人可以在耕作过程中为沿途经过的植株拍摄照片 利用电脑识别和机器学习技术判断是否为杂草或长势不好 间距不合适的作物 从而对症作业 这样的农业智能机器人 每年可以帮助农民减少90 的农药 化肥使用 在采摘环节 新的农业智能采摘机器人通过摄像装置获取果树的照片 用 图片识别技术识别适合采摘的水果 结合智能机器人的精确 操控技术 可以实现一秒一个采摘 大幅度降低了人工成本 2 农业机械的人工智能化发展 未来农业发展的新模式是人工智能化 机械自动化 人 工智能化将改变农业机械的所有权 1 农业中的人工智能化时代在发展中成长 表现为农机 自动化种植和收割 或用于耕种和土壤采样的无人驾驶工具 以及人工智能化机器人无人驾驶飞机的活动 农作物搜寻等 人工智能技术已经从理论学到设计学跃迁为实用场景农田 简而言之 随着AI技术的实施 未来的无人驾驶农业机器已 经越来越多地在田间运行 这意味着不久的将来许多农场运 营将发生重大变化 2 未来AI技术的发展通向大社交时代 连接人和人 人和物 人和服务 大社交时代 发展人工智能化的农业机 械成为传统农业产业转型升级的大势所趋 而当下农机行业 正面临着智能化 数字化 自动化 信息化的大变革 这恰 恰与大社交时代的概念不谋而合 未来人工智能化的农业机械的发展要达到四点要求 可 支 可控 避免危害大自然利益 可用 是否能应用于更 多农业机械以及农业生产的全过程 可靠 能否修复漏洞 自我升级学习 实现稳定和可靠运行的目标 人工智能说 到底还是为人所用 归根究底得从人类和大自然的利益出发 人工智能化农业机械的研发及使用是农业现代化的重要标志 能有效提高农业作业及管理效率 促进农业发展 保障人类粮 食及经济作物安全 显然 农业的现代化发展与农业机械的 人工智能化息息相关 如何让人工智能在农机领域更好应用 正是当下农业机械人工智能化未来发展的一个新的思考方向 3 农机管理人工智能化 在发挥农机作用方面 体现的 是一个系统工程 需要形成一个有效的管理网络 这样亦可 提高农机的前期和农闲时段的利用率 人工智能化对农机信 息的采集 存储 传递和状态分析等操作 能使特殊环境下 人工智能化农业机械真正发挥其实用价值和效率 未来该系 统的使用出现在农场办公室中 计算机能通过无线通信与在 农场里作业的机械交换数据 这样 农机服务中心的计算机 就可以收集和整体分析机械数据 并存入数据库 农机服务 中心的计算机在信息存储 处理 知识库和管理决策系统上 要比机械中的设备更加强大 例如 互联网 对农机进行智 能化管理以及 智慧农机 服务平台的发展 主要用于对农 机的定位 调度以及作业面积的统计等 对农业耕作有较好 的效果 农机化研究 33 Agriculture Mechanization Research 2020 年 5 月下 3 我国农业机械的人工智能化发展的建议 目前我国农业机械的人工智能化发展已经进入瓶颈期 为突破瓶颈 还需要进一步加大研发力度 文章结合研究方 向提出以下建议 1 朝大规模农业机械的人工智能化建设 农业机械的人 工智能化建设应当对小规模农业经营现状进行改革 结合国 家相关的惠农补贴政策 在当地农业机构支持下大力建设大 规模的农业机械人工智能化网 集中进行大面积农业种植 着力提高农业机械化水平 推广先进技术 进而提高农业种 植的先进水平 提高土地产出率 加强推广力度 提高农业 技术的先进性 2 完善农业机械的人工智能化标准建设 目前农业机械 的人工智能化的接口标准不统一 影响农业机械的人工智能 化的集中管理 为此 需要针对各农业机械的人工智能化情况 积极加强不同地区之间的合作 我国需要积极参与国际标准 建设 引进国际先进标准 让农业行业内对农业机械的人工 智能化达成共识 3 推进农业机械的人工智能化的发展 必须加强对深度 学习算法的研究 并以此为创新点 构建数据实时处理模式 4 大力投入研发人工智能化的农业机械设备 对农业机 械而言 需要大力发展精细化农机和人工智能化农机 我国 当前使用的农机设备只能完成粗糙的种植和收割工作 智能 化水平较低 为推动农业经济发展 还需要大力研发智能化 农机设备 提高农机精细化水平 为此 需要不断学习国外 农业机械设备的设计 本着绿色发展和农业科技的目标 不 断提高农业机械设备的先进水平 只有创新农业机械发展 才能赋予农业事业动力 推动农业经济的发展 4 结束语 建设人工智能化的农业机械 对我国农业事业发展有重 大意义 我国要对人工智能化的农业机械技术投入大量人才 和资金 进行自我知识产权研发 推动农业机械人工智能化 的标准建设 降低农业机械使用成本 让人工智能化农业机 械助力农业生产 进一步提高我国农业经济的发展水平 参考文献 1 刘晨 人工智能在农业机械发展中的前景和意义 J 农业工程技 术 2019 39 36 89 90 2 杜岳峰 傅生辉 毛恩荣 等 农业机械智能化设计技术发展现 状与展望 J 农业机械学报 2019 50 9 1 17 3 陈向东 李军辉 人工智能技术在农业机械上的应用 J 农业机 械 2018 12 66 68 4 吴莉丽 薛益 农业机械自动化技术研究 J 电子世界 2018 18 154 5 岳耀虎 现代农业机械中智能化技术的应用与研究 J 南方农机 2018 49 5 5 15 收稿日期 2020 4 16 上接第 28 页 力装置 传动装置以及进出料口 在碾白舱内 碾白辊与筛筒壁之间存在一定的间隙 形成了一个环状的圆 柱形空间 糙米经集料口进入碾白舱以后就会发生激烈的碾 白运动 使得米糠层和糊粉层被碾出 目前使用的碾白辊主 要有铁辊和砂辊两种类型 铁辊表面为凸起的直筋或者斜筋 砂辊则为光面或者有槽 根据碾白辊的安装方式不同可以分 为横式碾米机和立式碾米机 现有的碾米机普遍存在一些问 题 例如碎米多 留胚率低以及米糠淀粉含量高等 同时 由于碾白的过程中会产生一些灰尘和米糠等 如果不及时清 理就会造成碾米机通道的堵塞 影响机器的正常使用 使得 碾白后的米质量并不高 在碾米机的未来发展过程中 留胚 米机的发展是主流趋势 4 碾米机的发展趋势 留胚米机 碾米机碾出的普通大米已经不能满足人们的需求 留胚 米的营养价值更高 留胚米机就是未来发展的趋势之一 从 留胚米的加工原理方面来看 糙米的品种 原料的特性 稻 谷的新陈度 碾米机的碾白道数 碾辊孔隙 碾辊长度以及 碾辊转速等 均会影响到留胚米的产量和质量 所以 为了 进一步提高留胚米机的碾白效果 提高糙米的留胚率 在发 展留胚米机的时候 要从上述方面进行全面的优化 对传统 的碾米机进行参数调整和结构改变 例如减少碾白舱的压力 让糙米在碾白舱内有序排列 减少糙米的翻滚等 都可以达 到提高留胚率的目的 留胚米机在工作中具有快速碾白 多 道出白的优势 同时 留胚米机应该采用砂辊和铁辊组合应 用的模式 先用砂辊进行头道碾削 再使用铁辊进行擦离碾白 并在碾白的过程中使用喷风系统进行负压引糠 减少碾米机 通道堵塞的问题发生 5 结束语 碾米机不断发展 应该看到碾米机的发展趋势 并立足 于碾米机的现状 将碾米机向高效率 低能耗 智能化 成 套化的方面发展 同时 还要加强企业联合 形成集约化的 发展模式 提高碾米机制造企业的市场竞争力 进而全面推 动碾米机的发展 参考文献 1 吴利 碾米机技术在我国的发展状况 J 安徽农业科学 2014 42 18 6076 6078 2 谢有发 加工精度对轻碾营养米的应用成分变化及质构特性的影 响 D 南昌 南昌大学 2012 3 王萌 贾健斌 陈钊 等 加工精度对大米留胚率的影响 J 食 品科技 2015 40 2 197 199 4 薛福连 碾米机提高碾米质量的方法 J 南方农机 2008 39 4 31 收稿日期 2020 4 7