青年力量塑造农机科技新未来——国际农机前沿科技青年学者交流会纪实
文摘
2024-11-01 17:15
北京
何种割胶机能在短短一分钟内高效完成300棵橡胶树的割胶任务？凭借猪脸识别技术精确区分并为每只猪实施疫苗注射的机器人工作原理又是怎样的？……这些令人称奇的新型农机装备案例，均来自2024中国国际农业机械展览会期间举办的国际农机前沿科技青年学者交流会上的分享。![]()
此次交流会由湖南省农业农村厅携手中国农业科学院麻类研究所共同主办，并获得了湖南智能农机创新研发中心、湖南农友机械集团有限公司、慈利县忠军机电设备制造有限公司以及益阳富佳科技有限公司的鼎力支持。会上，众多业内青年才俊齐聚一堂，带来了一场充满创新思维与前瞻视野的学术盛宴，为与会者呈现了一场别开生面的知识交流与碰撞。随着现代农业的迅猛进步，农机装备的革新与升级已成为提高农业生产效能的核心驱动力。积极汲取国内外前沿科研成果，是强化自身竞争力的最有利途径。![]()
金属材质作为农业机械不可或缺的基石，其性能优化至关重要。中南大学粉末冶金研究院副院长、知名教授李专，针对南方丘陵地带农机触土部件的表面涂层改良及耐磨性能提升，展开了深入探索。耐磨材料的应用对于农机装备作业效率的提升及功耗的合理控制具有决定性意义。农机部件常因石块、根茎等物体的撞击磨损而发生破损，严重制约了农机的使用寿命及作业成效。为此，李专教授团队通过精密的仿真结构设计，为农机部件的优化开辟了有效路径。他们凭借激光熔覆技术，成功研制出以碳化物和钴为核心成分的优质耐磨涂层材料，显著提升了碳化物的含量及耐磨性能。此外，团队还积极钻研堆焊技术在农机机体上的应用，力求全面提升机械的整体效能。这一系列研究成果，不仅为农机触土部件的耐磨减阻提供了坚实支撑，也为智慧农业生态体系中机械基础环节的完善注入了崭新动力。![]()
近年来，玉米机械化种植的减损问题愈发凸显。中国农业大学博士崔涛对高质量玉米播种技术进行了全面深入的研究，并分享了其宝贵成果。高质量播种是玉米单产提升的关键所在，播种质量直接关乎玉米产量，而种子与播种机械则是决定播种质量的两大核心要素。针对当前播种机存在的种种问题，崔涛提出了一系列切实可行的改进措施，建议采用高性能播种机，通过优化结构设计，如4连杆仿形单体排水器、开沟覆土装置等，确保播种质量。此外，崔涛还着重指出田间力矩分布的均衡性、播种机的介质均匀性及空间一致性对播种质量的重要性。为提升播种质量，崔涛建议企业向智能化方向发展，结合电驱排水器、农村数字化等技术，实现精准变量与自动化播种。同时，利用传感技术实时监测播种参数，灵活调整播种量、播深及下压力，确保达到最佳播种效果。![]()
国外地面高效施药技术装备的发展现状如何？中国农机院耕作与植保装备研究所主任、资深研究员张铁对此进行了深入剖析。他提到，尽管我国植保无人机在农业领域已得到广泛应用，但地面植保装备技术仍有待进一步提升。与欧美国家相比，我国在此领域仍存在较大差距。针对这一现状，张铁详细介绍了欧美国家在植保机械方面的新技术与新应用。欧美植保机械普遍呈现出大型化、高效率的发展趋势，自走式机具的发展尤为迅猛。这些机械的人机工程学设计科学合理，制作工艺精湛，自动化程度极高。同时，喷雾量自动变量控制、精准施药等先进系统得到广泛应用，而GPS系统、气流辅助防飘移系统等高配置机具也深受用户喜爱。张铁建议，未来我国企业应加大研发投入，学习借鉴欧美先进技术，推动植保机械向更高效、更环保、更精准的方向发展。同时，积极探索新材料与新工艺的应用，提升机械性能和耐用性，为农业生产提供更加安全可靠、高效便捷的保障。近年来，随着科技的飞速发展，更多针对特殊作物的机械在农业领域的应用愈发广泛，为传统经济作物带来了全新的应用场景和革命性的变化。![]()
天然橡胶，这一国家的四大战略物资之一，其应用领域广泛且深远。然而，割胶作业却一直是困扰全球的难题。凌晨时分，割胶工人需在恶劣的作业环境中劳作，这不仅对他们的健康构成严重威胁，而且技术门槛也相当高。为了解决这一难题，海南大学机电工程学院党委书记、教授张喜瑞成功展示了“智能割胶机关键技术研究与示范”项目的成果。目前，市场上主要有一机一树和一机多树两种自动割胶机。尽管一机一树割胶机在价格和技术方面稍显劣势，但其全自动化操作却极大地减轻了劳动强度，有效缓解了用工荒的问题。而一机多树割胶机则以其高设备利用率和高度智能化著称，尽管研发难度较大，目前仍处于实验室阶段，但其未来潜力不可小觑。经过深入比较，一机一树割胶机在割胶轨迹自动识别、关键机械结构设计以及自走导航等方面展现出了显著的技术优势。张喜瑞认为，随着研发投入的持续加大和技术难关的不断攻克，机械化割胶技术必将迎来飞速发展，为天然橡胶产业的可持续发展注入强劲动力。![]()
苎麻是中国独有的珍稀资源，在布料、饲料、食品及药物等多个领域均展现出巨大的应用潜力。然而，其长达12至15年的种植周期，使得剥麻机械化成为亟待解决的核心难题。中国农业科学院麻类研究所创新团队首席科学家、研究员向伟，正致力于苎麻全程机械化生产技术装备的深入研究。当前，国内剥麻机械化已取得初步成果，直喂式剥麻机适用于小规模作业，而横向喂入式剥麻机则更适宜大规模应用。然而，苎麻种植机械化仍面临诸多挑战，如增量播种机和筛查机械的匮乏，以及苎麻专用移栽机械的稀缺等。针对这些挑战，向伟研究员呼吁应加快现有成熟机器的推广应用，实现苎麻种植、收获和初加工的全面机械化配套。同时，通过集中规模化种植与小型机械配合作业模式的结合，以及加强科研力量投入和多学科协同研究，共同推动苎麻全程机械化生产技术的突破与发展。![]()
油茶，作为中国独有的木本油料作物，主要分布于南方丘陵山区，对于提升国内食用油自给率具有举足轻重的作用。然而，当前油茶林机械化程度参差不齐，尤其是采收环节，机械化水平亟待提升。湖南农业大学机电工程学院讲师唐乐为正专注于丘陵地区油茶果采收装备的研究。唐乐为介绍，油茶采收机主要分为自梳式、手持震动式和碰撞式三种类型。但现有采收机在设计和使用上仍存在诸多不足，如环抱震动式可能对油茶树枝根部造成过大震动，影响树体健康。针对这些问题，唐乐为讲师建议从设计和使用两方面进行改进：一方面，加大研发力度，推出更高效、适宜的采收机械；另一方面，在设计时充分考虑减少震动对油茶树枝根部的影响。展望未来，油茶采收机械应向智能化、自动化方向迈进，提高采收效率和质量。同时，加强油茶产业链上下游的协同合作，推动各环节机械化、智能化发展，是实现油茶产业持续健康发展的关键所在。人工智能（AI），这一融合了多学科精髓的科学领域，正以前所未有的速度推动着全球科技革命的浪潮。其核心在于模拟人类智能，赋予计算机以学习、推理和决策等高级功能。随着科技的飞速发展，人工智能技术正逐渐渗透至各行各业，为传统行业带来颠覆性的变革，农业生产领域亦不例外。![]()
中国农业科学院农业信息所的副研究员李兆歆在其报告中深度剖析了计算机视觉技术在农业机器人领域的广泛应用。他逐一介绍了大豆表型田间巡检机器人、茭白分级分拣装备、食用菌采摘机器人、柑橘采摘机器人、黄瓜分级分拣装备以及生猪疫苗注射机器人等一系列高科技农业机械设备。这些设备凭借精准的图像识别技术和强大的数据处理能力，成功实现了对农作物生长状态的实时监测与精准管理，从而显著提升了农业生产的效率与产品质量。李兆歆强调，随着人工智能与深度学习技术的持续进步，计算机视觉在农业领域的应用将更加高效、智能化，为农业产业的转型升级提供强有力的技术支持。![]()
农业农村部南京农业机械化研究所助理研究员陈佳，则聚焦于AI技术在茶园生产管理中的应用。她指出，中国作为全球茶叶的生产与消费大国，茶园面积与总产量均位居世界前列。然而，茶园生产仍面临着单位产量低、机械化程度不足、人口老龄化加剧、人才短缺以及管理体系不完善等诸多挑战。为解决这些难题，陈佳强调AI技术的应用至关重要。她详细介绍了AI技术如何赋能茶园生产管理，通过研发茶园专用的自走式农机与智慧管控平台，实现了节本增效与智能化发展。同时，她还分享了智慧茶园建设的四大方向：电动化、数字化、无人化与智能化，并展示了团队在无人智慧茶园建设中取得的技术突破与实际应用成果。这些成就充分展现了AI技术在推动茶园生产管理一体化发展与产业转型升级中的重要作用。![]()
此外，清华大学制造工程研究所研究员邵珠峰，也带来了索驱并联机器人技术及其在智能农业中的应用分享。他深入分析了索驱并联机器人的高精度、大运动空间、低功耗等优良特性，并指出这些特性使得机器人在农田表型分析、农业综合作业平台、索轨综合作业等农业生产应用方面具有巨大潜力。邵珠峰表示，索驱并联机器人技术的引入，将为农业生产提供更加高效、精准与智能化的解决方案，进一步推动农业产业的升级与发展。作为国家的未来与希望，青年一代不仅是富国强农的坚实底气，更是农业机械化发展进程中的澎湃动力与不竭源泉。中国农业科学院麻类研究所所长杨永坤在谈及青年与农机发展的关系时，语气中充满了期待与肯定，他提到：“此次举办国际农机前沿科技青年学者交流会的目的是为青年学者提供展示成果、交流思想、探讨合作的平台，共同推进农机科技的创新发展。”参与此次交流会的青年学者们不仅能够拓宽视野、增进了解，更能够在合作与交流中碰撞出思想的火花，激发创新的灵感，为农机科技的创新发展注入新的活力与动力，推动农业机械化进程不断向前迈进。
