摘要：中国是农业大国，农业是中国基础产业与支柱产业之一，其竞争力与生产力对社会稳定、经济发展具有直接影响。伴随科技发展，人们致力于将人工智能用于农机装备中，建设“智慧农业”，集成人工智能、物联网等技术，实现农机装置的智能预警、智能环境感知、智能分析，为农业提供可视化

中国是农业大国，农业是中国基础产业与支柱产业之一，其竞争力与生产力对社会稳定、经济发展具有直接影响。伴随科技发展，人们致力于将人工智能用于农机装备中，建设“智慧农业”，集成人工智能、物联网等技术，实现农机装置的智能预警、智能环境感知、智能分析，为农业提供可视化管理、精准化种植与智能化决策，提高农业经济效益。

1农机装备智能化发展现状

中国自改革开放起对现代化农业建设极为重视，以建设现代化农业为发展农业经济的目标，通过党与国家的领导，社会民众参与，成功从农业1.0走到农业3.0，正向农业4.0发展，逐步提高农业生产质量与效率，减少农业成本。农业4.0是第四次工业革命下，利用人工智能、物联网等技术推动农业管理、生产全面升级的概念，最早出现于德国农业部《农业4.0：数字化农业的未来》白皮书，通过农业与技术的结合，实现农业智能、高效发展。

中国农机装备智能化起步较晚，20世纪90年代初期，研发了联合收割机与智能拖拉机等装置，采取遥感技术、传感器技术进行自动监控。21世纪后，加大智能装备研发力度，开发自动化植保机、智能拖拉机、无人机等，农机装置迅速发展。技术方面，有智能拖拉机电控技术、农机装备导航技术、植保机图像识别技术等；产品方面，有全自动播种机、智能化收获机等多种类型。未来农机装备将持续发展，积极应用人工智能技术，为现代化农业提供支持。

2人工智能在农机装备智能化中的关键技术

2.1 图像识别技术

农机装备智能化中，可基于图像识别技术，利用相机传感器采集田地图像信息，通过图像分析处理，采取智能算法提取特征图像信息，包括形状、纹理、颜色等，根据特征信息对农机方向、位置进行判断，不受信号干扰、整体成本低、识别能力强。农机装备操作中，多采取K210开发板作为处理系统，以低功耗执行卷积神经网络，针对设计边缘推理场景，内置64位双核400MHz的RISC-V处理器，迅速捕捉移动物体，了解目标坐标、大小及种类信息，完成图像识别任务。

2.2 自动控制技术

农机装置自动化控制中，主要是将传感器放置在田间，根据农作物类型，采集外界环境光照、温湿度、土壤肥沃度等参数，利用总线或接口传输数据至LED显示屏，实现系统监控，把控作物生长情况。而系统则自能控制技术，通过系统分析，对施肥装置、空调装置、光改装置自动化控制，改善环境条件，保证农作物拥有良好环境。此外，农作物种植、收获中，也可采取自动控制技术，对翻土机、插秧机、收割机等装置进行控制，通过精密分析，明确最佳劳作环境、播种条件等，避免出现资源浪费情况，推动农机操作可控化、数据化。

2.3 虚拟技术

虚拟技术能够让人们在虚拟环境下体验真实场景，利用虚拟界面实现物理设备互动，为农民借助平台控制机械提供可能，具有实时监控、模拟仿真、操作留痕的优点。农机装置中，应用虚拟技术可根据现有生长条件、灌溉施肥参数等，模拟未来作物长势，预判作业时间，减少装备出错率，按照农作物生长规律，优化生长条件，做到精耕细作，提高生产质量。

并且，农业播种、收割、灌溉施肥等农业工艺，均可采取虚拟技术进行模拟分析，结合结果确定农机参数，保证与实际环境匹配，发挥农机作用。例如，收割机虚拟控制中，可对收割路线、过程合理安排，确定装备运行时间，以免长期在高温环境下工作，提高作物收割效率的同时，维持稳定装备运行状态。

3人工智能在农机装备智能化中的应用分析

3.1 智能播种机

智能播种机是利用机器人操作系统，配置多个高清摄像头，实时拍摄和监控播种机周围环境，利用人工智能算法，深度学习、识别拍摄图像，准确判断土壤、种子信息，完成播种机智能控制、管理操作，提高播种效率与准确度。播种包括开沟、施肥、播种等操作，根据种植要求、农作物种类把控，满足播种条件。例如，国内研发基于GPS智能变量播种、旋耕、施肥复合机，集CAN收发、无线通信、导航定位技术于一体，可提前将播种参数输入系统内，如水稻播种行距25～35 cm，株距10～13 cm，保证参数适配，开展水稻种植。水稻智能播种机是可以直接使用稻田浆泥作育秧基质，一次性完成播种所需全部工序，每小时可完成62亩秧苗播种，是人工作业的30倍。

3.2 智能收获机

智能收获机利用GPS与传感器系统，收获粮食作物的同时，能够准确测量小区产量、作物含水量参数，生成作物产量图，为精准农业提供支持。Root AI采摘机器人能够在复杂、混乱生长环境下，检测种植果蔬是否成熟，做好采摘准备，主要是利用视觉算法进行分辨，能够精准判断果实空间位置。

对于草莓、葡萄、西红柿等较软果实，夹持器带有多个传感器，以3D方式感知环境，深入缠结藤蔓采摘成熟果实。还有卫西·弗格森公司在收获机上安装产量计量器，收集产量信息，绘制产量分布图，便于农民确定下一季农药化肥用量及种植计划。

3.3 智能植保机

3.3.1智能喷药机

农机装置利用人工智能技术进行智能喷药，可减少农药对水体、土壤、作物污染，维护生态环境。该装置主要利用GPS、GIS及深度学习算法，根据历史施药路径，对现有田块准确识别，判断最佳路径。还具备识别病害能力，能够合理控制药量。例如，在青枯病防治中，根据作物顶端嫩梢萎蔫、植株迅速青枯、脱水、凋萎，及茎秆中空特点，判断病害情况，提醒农户喷洒800倍液甲霜灵50%或500倍液代森锰锌70%，及时防治病害。并在喷药中，装置可自动调节喷雾，使药液均匀分散至植株，提高施药精准性，优化防治效果。

3.3.2智能除草机

智能除草机利用机器算法、摄像头监控农田，使得设备穿过农田即可识别杂草，将其精准灭杀。例如，FarmWise人工智能农业机器人利用计算机视觉技术，结合学习算法，感知每株作物信息，迅速分辨杂草与作物，将现场数据反馈至农民，根据作物、土壤生长阶段，调整刀片精度，剪除杂草，优化作业过程。See&Spray Ultimate装置则安装36个摄像头，AI数据库30万张图像，利用AI控制扫描地面，0.2 s即可识别农作物与杂草，精准喷涂除草剂，减少除草剂用量。Precision AI除草无人机装载摄像头，分辨率0.5 mm，以此分辨杂草，不受湿气、风力影响，昼夜均可作业，可减少80%除草成本。

4结语

“十四五”阶段是中国从农业大国向农业强国转变重要时期，应加快科技驱动发展，推动农机装备智能化，将其用于现代化农业建设，方能提高劳动生产率、资源利用率。因此，农机装置应合理应用人工智能技术，研发智能播种机、智能收获机、智能灌溉机等设备，做到机群协同、人机协同作业，促进农业高效发展。来自《农业信息化》#人工智能#

来源：organic大白菜