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我國農村大面積的作業用機械化智能化來替代

2021-08-12 13:11:57 來源：中國科學報

“我們要將農村大面積的作業用機械化、智能化來替代，這其中首先要解決的就是農機的駕駛腦。”中國工程院院士李德毅認為，自動駕駛是未來農田作業機器人的起跑線。

李德毅也是北京中科原動力科技有限公司（以下簡稱中科原動力）的首席科學家。他介紹道：“我的團隊正在東北大田進行無人拖拉機的大面積作業。”

不久前，中國科學院長春分院與吉林省農業農村廳聯合開展吉林省“十大產業集群”暨“黑土糧倉”科技成果對接會。會上，一臺沒有駕駛艙的拖拉機非常搶眼。這個“大家伙”就是中科原動力研制的智能無人拖拉機。

干農活寫代碼

在李德毅指導下，中科原動力初創團隊從2010年開始從事智能駕駛技術研發與產業化工作。2012年以來，團隊先后完成了乘用車京津高速開放環境下無人駕駛路測和公交客車鄭開城際快速路開放環境下無人駕駛路測，在港口、物流、配送等領域均有項目落地。

“眼瞅著農忙時間又要到了，可就是找不到好機手，怎么辦？”2018年，中科原動力創始人韓威接到來自黑龍江省農場朋友的問詢電話，“能不能讓拖拉機變成無人駕駛？”這通電話讓中科原動力初創團隊與無人農機結下不解之緣。

韓威是中國科學院微電子所（以下簡稱微電子所）副研究員。在微電子所的支持下，中科原動力于2018年正式成立，聚焦在農機無人駕駛領域，希望使農機具備全晝夜、無人化、精準作業能力，解決農業勞動力短缺的問題。韓威透露，截至2021年6月，中科原動力累計在農田開展無人作業6.8萬畝。

半路轉行的艱辛只有創業者自己知道。韓威表示：“我們團隊來自清華大學、加利福尼亞大學伯克利分校、早稻田大學等國內外的高校，大家的知識背景均與自動駕駛相關。我們面臨的第一個困難就是要懂農業、懂農機、懂種地。”

于是，中科原動力團隊決定去農田一線開展研發。“向農民和老機手學習如何種地、如何開拖拉機、如何解決耕作過程中遇到的各種各樣的問題。”韓威表示，“經過兩年時間的摸爬滾打，我們團隊所有成員均具備了一定的耕種經驗，同時我們也積極吸納農業背景的研發與生產人員加入，其中團隊成員里種田時間最長的已達7年。”

“由于團隊長時間扎根在農村，我們既能光著膀子干農活，又能干老本行寫代碼，因此產品迭代速度非常快。”韓威也發現，“農機無人駕駛與公路無人駕駛不同，前者是生產工具，后者是交通工具，前者著重看作業效果，后者更關注安全、舒適。”

易操作接地氣

雖然中科原動力初創團隊已經摸清楚了無人農機基本的“門門道道”，但是對農民來說接受一項新技術和一類新事物可不容易，這也是中科原動力在無人農機產品推廣過程中遇到的最大難題。

“農業領域的新技術新產品推廣有自己的特點，農民客戶們都非常注重實際效果怎么樣、能節省多少錢、能多賺多少錢。”韓威感嘆道，“雖然農民客戶有剛性需求，但大家又不愿意做第一個吃螃蟹的人，所以我們在村里、鄉里做了一年時間的試驗與示范，讓他們看得見、摸得著，體會到無人駕駛的好處和能夠帶來的真金白銀。”

從實驗室研發到產業化推廣過程中，中科原動力初創團隊變得更接地氣。“我們利用人工智能和無人駕駛技術賦能農業，使農田作業更簡單、更高效。”韓威說。

簡單和高效的實現離不開技術的支撐。韓威介紹，中科原動力初創團隊曾完成了全球首例無人駕駛公交客車在開放道路環境下的公開路測，且具備低速無人車的研發經驗。“從感知、決策到控制，我們團隊具備全棧自動駕駛技術，可以將拖拉機改裝成完全無人駕駛系統，不需要人工干預即可完成全部作業流程。”

基于團隊成員多次深入一線進行調研，分別與當地農機管理部門、農機合作社、種植戶、拖拉機手、銷售商進行過多次溝通交流，韓威認為，“與現有農機導航設備相比，我們的產品不僅接地氣，還可以在技術上實現全程全天無人化操作。”

此外，中科原動力在研制無人農機時，將人工智能技術用于實現復雜動態環境下的精準苗壟識別、作物雜草區分、障礙物檢測等功能，為精準施肥與植保提供支撐，能夠降低占據主要份額的農藥、化肥和種子成本，大幅提高作業效率，為廣大種植戶提高收入。

老機手不難找

當年給韓威打來電話的黑龍江現代農機合作社也是中科原動力的第一個客戶。雙方不僅簽署了合作協議，還在該農機合作社的大型農機上試用了無人駕駛產品，解決了農忙時候找人難的問題，并起到節本增效減損的作用。

“自從用了中科原動力的無人農機產品，操作員只需要在屏幕上輕輕一點，一名優秀的‘老機手’就會立刻‘上線’，不知疲倦地開始工作。”該合作社負責人對此非常滿意。

韓威很感謝微電子所在中科原動力的起步與發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在產品推廣方面有更多機會。”

如今，中科原動力的產品分為四大種類，包括無人駕駛虛擬機手系列、智能模塊系列、大數據平臺系列、特種機器人系列，均已投入市場。

眾所周知，我國是農業大國，我們面臨著人口老齡化和年輕勞動力短缺的問題，農業自動化、無人化需求強烈。針對這些亟須解決的問題與需求，李德毅希望中科原動力將單臺無人農機變成多臺，形成一個群體作業系統，完成農業機械化、智慧農場的所有環節。

談及未來，韓威表示，中科原動力將繼續把無人駕駛、機器人、物聯網等新技術應用于農業生產耕、種、管、收等環節，促進農業無人化、生產智能化、作業精準化、管理數字化和服務網絡化，最終推動我國農業科技現代化的進程。