韓國農業(yè)專家：自動智能農機的核心技術與研究趨勢

近日韓國首爾大學生物系統(tǒng)資源系金鶴鎮(zhèn)教授，對自動智能農機的核心技術與研究趨勢，在韓國農機新聞媒體上發(fā)表了看法。

他分析指出，自動駕駛農業(yè)機械市場每年增長20%，2050年450億美元規(guī)模。為適應這一形勢，韓國農機企業(yè)開拓國際市場，必須紅政府層面、協(xié)會、企業(yè)共同發(fā)力，采取對策。

一、農業(yè)環(huán)境的變化和數(shù)字化轉型

最近，美國，歐洲，日本等農業(yè)先進國家正在開發(fā)第四次工業(yè)革命的主要技術——物聯(lián)網、傳感器、大數(shù)據(jù)，云計算，正在向利用自動駕駛機器人等尖端科學技術的數(shù)據(jù)為基礎的“智能農業(yè)”或“數(shù)字化生產”轉變。這些變化是基于收集到的數(shù)據(jù)，由于能夠有效地投入農藥等農資和能源，不僅解決全世界糧食和水的短缺問題，而且作為解決最近加速的全球變暖問題的農業(yè)技術備受關注。在我國，農村老齡化對策和農業(yè)生產技術的數(shù)字化創(chuàng)新·為了發(fā)展連接消費等的農業(yè)前后產業(yè)的基本計劃，為具備農業(yè)未來競爭力而努力。

二、自動農業(yè)機械的普及與普及

自知之明，播種，植保，作為能夠自動執(zhí)行收割等各種農業(yè)工作的機器，最近在我國農村以能夠自動插秧機為首，安裝在現(xiàn)有農機上，提供插秧和自動轉彎功能的自動駕駛部件正在銷售普及，最近開始引進搭載自動轉彎功能的日本自動駕駛拖拉機和國內產品。為了應對這一問題，韓國的農機制造企業(yè)和電動機制造企業(yè)正在加速自動駕駛技術的國產化。

特別是日本的自動駕駛儀，除了在農業(yè)領域提供各種工作精度的選擇，提高了產品使用的選擇性，或者裝載了能夠進行精密農業(yè)的工作機控制模塊的機器，例如約翰迪亞的農機公司的產品。根據(jù)2020年美國印第安納州350家農機銷售點的問卷調查結果，這些自動駕駛農機報告對自動駕駛農機的需求，從2007年的30%大幅提高到2020年的90%。

自動駕駛農機的市場，每年伴隨著20%以上的高年均增長率，預計到2050年將增長到450億美元水平。這和普通道路不同，在稻田和田間，需要在沒有一定車道的條件下進行反復的農作業(yè)，因此自動駕駛模塊可以大幅降低駕駛員對精密操作的疲勞程度，因為在工作性能方面，與人相比，在一定間隔內直行的同時做的工作也比較有利，結果具有能夠騰出更多種植作物的種植面積的優(yōu)勢。此外，駕駛員在作業(yè)進行中，也可以根據(jù)材料準備或作業(yè)程度掌握輔助工作，減少輔助人員的投入，因此在費用方面也有有利之處。

三丶自動農業(yè)機械的核心技術

自動駕駛農業(yè)機械的基本組件，包括傳感器組合，該傳感器組合可測量方向盤的角度以及位置和姿勢信息，以路徑點（Waypoint）形式生成包裝內工作路徑的路徑生成算法，利用當前位置和目標位置的差來計算方向輪的方向角的路徑搜索算法等軟件，而且它由裝在計算機內起到大腦作用的駕駛指導和控制裝置構成。而且，每個操作系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，與主體間進行通信時的行駛速度，方向，通過操作機器所需的轉向裝置和驅動裝置等各種致動器進行操作。

自動駕駛農機技術首次作為產品出現(xiàn)在市場上，從上世紀90年代過去用于軍事目的的GPS技術作為民用開始，就正式成為可能。早期的產品，作為拖拉機行車引導器的產品，根據(jù)LED燈光的左右亮起程度，告訴司機是否沿著給定的路線走對了，有效消除了肥料、農藥噴灑作業(yè)時疊加噴灑的問題。之后，隨著自動轉向技術的發(fā)展，近年來不僅實現(xiàn)了直線行駛和自動選線的產品技術，還利用拖拉機前方安裝的攝像頭，檢測作物熱量，實時生成行車指導線，在作物周之間可以行駛，盡量減少作物損傷的自動駕駛農機也正在向市場推廣。

此外，還開發(fā)了在農機間提供自動聯(lián)動（Syncronization）功能的技術。例如，隨著收割作物的聯(lián)合收割機，拖車可以自動跟隨，同時保持一定距離收集谷物。這些機械聯(lián)鎖技術可以預防碰撞，因為聯(lián)合收割機和拖拉機的速度和位置將繼續(xù)同步。

四、國內外自動農業(yè)機械研究趨勢

國內的自動駕駛農機技術，正在積極進行利用拖拉機在稻田中自動進行耕耘和均勻作業(yè)的水力自動農機模塊開發(fā)研究，作為完成汽車企業(yè)大東、隊，LS等企業(yè)右轉100～149馬力的拖拉機上開發(fā)了裝有GPS和制導控制模塊的起動器，最近在市場上推出了原型產品。

在研究方面，在非正規(guī)包裝中自動生成內部往返作業(yè)和旋轉整理作業(yè)所需的路徑，并將其開發(fā)了不需人干預的自動農耕拖拉機，驗證了其性能，并進行了實證試驗。

國內外自動駕駛農機的發(fā)展正朝著在沒有人員操縱干預的情況下在農田進行作業(yè)指示的同時，實時識別周圍環(huán)境并進行自動駕駛及精密作業(yè)的方向發(fā)展。

農機連續(xù)2022年和2023年在舉辦消費電子展（CES，Consumer Electronics Show)上，獲得最高創(chuàng)新獎的約翰迪爾產品，通過識別裝有拖拉機的攝像頭，在無人乘坐的情況下行駛，同時進行農機作業(yè)，識別周圍障礙物，通過向遠端的農民通知操作人員來判斷作業(yè)進展的技術?；谕寥浪譅顩r和條件，精準調控種子深度，只耕耘播種區(qū)域，控制碳排放的智能化、環(huán)保的農機作業(yè)技術，自動駕駛機器人技術方向備受關注。最終，以1995年使用GPS技術為首，20世紀90年代后期推廣行車指導套件，2000年自動駕駛套件的開發(fā)普及，2010年自動駕駛拖拉機，最近的周邊識別無人拖拉機，由多機行駛的自動駕駛農機作業(yè)新技術等開發(fā)流程展開。

五、 提高自動農業(yè)機械技術的實用性

在未來的農民中，這種自動駕駛農機的發(fā)展和與物聯(lián)網傳感器技術聯(lián)動的遠程信息通信連接農場技術將普遍化，其利用率將提高。利用傳感器，在農作物和土壤中水資源等時間序列，收集空間數(shù)據(jù)，將收集的信息實時傳輸?shù)皆品掌鞑⒋鎯Γ治錾L和產量數(shù)據(jù)，在評價和修改模型的同時，反映新的一年農耕決策，自動駕駛農機技術將被利用為重要平臺。