ROBOT INDUSTRY

“面朝黃土背朝天”是對傳統(tǒng)農(nóng)耕作業(yè)的直觀寫照，隨著智能農(nóng)機裝備的研發(fā)和應(yīng)用，一部分“賽博新農(nóng)人”只需動動手指，就能完成耕作、灌溉和收獲。然而，新型裝備在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大范圍推廣非一日之功，想要讓更多農(nóng)民在繁重的耕作中得以脫身，需要強化產(chǎn)業(yè)鏈多方協(xié)同，暢通研產(chǎn)銷一體化路徑。

我國西南地區(qū)高原山地眾多，農(nóng)業(yè)耕地分布呈現(xiàn)陡、碎、薄等特點，大型農(nóng)機裝備的應(yīng)用存在顯著局限性，輕便靈活的中小型智能農(nóng)機具備普遍適用價值。

“我們的研發(fā)初衷就是讓機器人更加小巧�！�綿陽市朝育機械有限公司（以下簡稱“朝育機械”）董事長辜曉林表示，輕量化產(chǎn)品不僅具備大型裝備的同等功能，還可以進入山區(qū)、丘陵等大型裝備難以作業(yè)的區(qū)域，有效填補農(nóng)業(yè)場景需求。

走進生產(chǎn)車間，朝育機械農(nóng)機生產(chǎn)經(jīng)理趙小波單手握持遙控器說道：“它可以遙控除草機器人機頭刀片的自由升降，既能割深草，也可以割淺草。”他特別強調(diào)，除草機器人采用履帶式設(shè)計，可以在陡坡和低洼泥濘地段行進，能夠滿足家庭農(nóng)場主的現(xiàn)實需要。

圖1 除草機器人

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智能化是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點方向

伴隨工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，大批青壯勞動力從農(nóng)村涌入城市，農(nóng)村“空心化”、農(nóng)戶“空巢化”現(xiàn)象普遍存在。與此同時，農(nóng)村用工成本逐年上漲，傳統(tǒng)耕作方式產(chǎn)生的經(jīng)濟效益日益低下。當(dāng)老一輩放下鋤頭，誰來扛起種田的擔(dān)子？這成為擺在農(nóng)業(yè)發(fā)展面前的一道必答題。

圖2 綿陽市朝育機械有限公司董事長 辜曉林

在辜曉林看來，智能化是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路。交流中，他提到兩個印象深刻的案例。一是前不久甘肅省投放試驗的70臺北斗智能果園綜合管理機，主要用于推動果園生產(chǎn)智能化轉(zhuǎn)型，計劃總投入應(yīng)用4000臺機具，預(yù)計每年節(jié)約作業(yè)成本2.2億元；二是2025年6月在北京京郊亮相的國產(chǎn)大馬力無人駕駛拖拉機，通過規(guī)劃路徑實現(xiàn)自主作業(yè)，較傳統(tǒng)農(nóng)機效率提升15%～20%。兩座城市相隔千里，氣候、土壤、種植作物不盡相同，但都對智能農(nóng)機展現(xiàn)出了高度統(tǒng)一的需求。“目前，農(nóng)機裝備智能化升級的需求非常旺盛，這已經(jīng)成為應(yīng)對勞動力短缺，實現(xiàn)降本增效和保障糧食安全的關(guān)鍵舉措。”

對農(nóng)業(yè)趨勢的洞察始于2016年，彼時的朝育機械還是中國長安汽車、長虹控股集團等大型企業(yè)的協(xié)作配套廠商，基于對行業(yè)的觀察和理解，企業(yè)決心從零部件代加工轉(zhuǎn)向智能農(nóng)機研發(fā)。經(jīng)過十年發(fā)展，朝育機械推出了一系列創(chuàng)新產(chǎn)品，逐漸夯實“深耕山丘智能農(nóng)機”的差異化定位，重點突出智能化、小型化、輕量化設(shè)計，破解山地丘陵地帶大型農(nóng)機設(shè)備作業(yè)難，農(nóng)戶無機可用的現(xiàn)實困境。

“智能化是國家和地方推動農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點方向之一，”辜曉林說道，“國家層面提出了加快國產(chǎn)先進適用農(nóng)機裝備等研發(fā)應(yīng)用，支持發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)。北京、山東、四川等地也陸續(xù)出臺了相關(guān)政策文件，設(shè)定了明確的發(fā)展目標(biāo)�！痹诤暧^政策的指引下，朝育機械持續(xù)加大研發(fā)投入，逐步在市場站穩(wěn)腳跟。

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智能化小型農(nóng)機實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)閉環(huán)管理

朝育機械研發(fā)的智能農(nóng)機裝備覆蓋耕地、播種和收獲等田間作業(yè)全流程，主要包括微耕機器人、電動拖拉機、玉米收獲機、除草機器人等，集中應(yīng)用于湖北、四川、云南、甘肅、青海等中西部地區(qū)。

在試驗田里，一臺四輪驅(qū)動的無人駕駛“小車”發(fā)出陣陣嗡鳴，伴隨車輪的行進，松散的土壤在田間劃出一道筆直的印記。“微耕機器人通過遠(yuǎn)程遙控的方式實現(xiàn)了人機分離，使耕作者可以從繁重的體力勞動中得以解脫�！惫紩粤纸榻B，耕地機器人采用四足獨立設(shè)計，每個輪腿結(jié)構(gòu)都可以伸縮調(diào)節(jié)，結(jié)合機身搭載的姿態(tài)傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)在復(fù)雜地形下的主動調(diào)平。此外，基于GNSS（北斗/GPS）高精度定位與慣性導(dǎo)航（IMU）融合，機器人實現(xiàn)了厘米級定位與路徑跟蹤，在首次人工遙控作業(yè)后，可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)操作路徑，適用于中耕、除草、開溝等重復(fù)作業(yè)場景。

圖3 微耕機器人

辜曉林表示，微耕機器人能自動識別田塊邊界，并根據(jù)機身寬度自動規(guī)劃最優(yōu)作業(yè)路徑，提高山區(qū)地帶中不規(guī)則田塊的利用面積，降低重耕和漏耕概率。機身搭載的雙目視覺和雷達(dá)傳感器，可以實時感知周邊環(huán)境，根據(jù)實際情況做出減速、繞行或停止等動作，確保無人作業(yè)時的安全性。面對大型農(nóng)場，微耕機機器人可在中央控制平臺的集中調(diào)度下實現(xiàn)集群協(xié)同作業(yè)，有效應(yīng)對農(nóng)時緊張、任務(wù)繁重等極端情況。

“通過多光譜相機、土壤傳感器、作業(yè)負(fù)載傳感器等設(shè)備，微耕機器人可以試試采集作物長勢、土壤緊實度、耕作深度等數(shù)據(jù)，并同步至云端平臺，為后續(xù)變量施肥、精準(zhǔn)灌溉等農(nóng)業(yè)管理決策提供科學(xué)依據(jù)。”辜曉林指出，微耕機器人不僅是執(zhí)行工具，還是移動的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，它的推廣應(yīng)用將有效推動農(nóng)業(yè)種植實現(xiàn)智能閉環(huán)。

同樣具備“一機多效”能力的，還有朝育機械研發(fā)的電動拖拉機。辜曉林認(rèn)為，電動化是邁向智能化的可靠路徑。因此，朝育機械大膽舍棄發(fā)動機、變速箱和復(fù)雜油路等傳統(tǒng)拖拉機的核心組件，采用電驅(qū)動方式降低噪音和尾氣污染。同時，簡化動力結(jié)構(gòu)還可以大幅降低設(shè)備故障風(fēng)險，日常維護變得更加容易。“電動拖拉機的角色超越了單純的作業(yè)工具，”辜曉林強調(diào)，“它可以同步采集作物生長信息，生成農(nóng)田數(shù)字地圖，同時還能作為移動儲能站，為農(nóng)場提供用臨時電保障。”

圖4 電動拖拉機

針對西南山區(qū)的玉米等核心農(nóng)作物，朝育機械也展開了定制化研發(fā)工作。考慮到山區(qū)地帶坡地眾多，傳統(tǒng)手扶自走式收獲機尺寸大、油耗高，不便于操作。朝育機械推出了混合動力驅(qū)動的小型履帶式玉米收獲機，能夠適應(yīng)33°大陡坡爬行，最大遙控距離達(dá)到550m，效率較傳統(tǒng)設(shè)備提高30%，目前已在四川、貴州等地實現(xiàn)批量應(yīng)用。

圖5 玉米收獲機

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智能農(nóng)機規(guī)模化推廣要密切產(chǎn)業(yè)協(xié)同

“價格高昂和農(nóng)戶接受度低是制約智能農(nóng)機推廣的兩大核心瓶頸�！�辜曉林一語中的。他直言，智能農(nóng)機的推廣不是簡單的市場銷售，而是一場需要技術(shù)攻堅、模式創(chuàng)新、政策引導(dǎo)和用戶教育協(xié)同推進的系統(tǒng)工程。

“智能農(nóng)機集成了芯片、高精度傳感器、智能控制系統(tǒng)和專用軟件，這些成本約占整機的30%。”辜曉林說道，“針對不同地形和作物，需要打造定制化解決方案，進行漫長的田間測試與算法調(diào)優(yōu)，這些都將直接轉(zhuǎn)化為成本。”他指出，智能農(nóng)機市場尚處于培育的早期階段，產(chǎn)品普及率遠(yuǎn)未達(dá)到傳統(tǒng)農(nóng)機規(guī)模，研發(fā)成本難以攤薄，導(dǎo)致農(nóng)戶面臨較高的價格門檻。

長期以來形成的“自己動手”的耕作習(xí)慣，短期內(nèi)同樣難以改變。一方面，“不會用、不敢用、壞了不會修”等思想顧慮，讓更多農(nóng)戶傾向于選擇穩(wěn)妥的傳統(tǒng)農(nóng)機。另一方面，傳統(tǒng)農(nóng)機操作手在作業(yè)中完全依賴實踐經(jīng)驗，相比于智能系統(tǒng)，他們更愿意相信自己的眼和手，對智能設(shè)備的實用性抱有天然的懷疑。此外，農(nóng)戶對于智能農(nóng)機的投入產(chǎn)出比也存在困惑，動輒2～3年的回本周期給他們帶來了未知。

綜合種種因素，辜曉林建議在核心產(chǎn)區(qū)建立“無人農(nóng)場”示范基地，組織農(nóng)戶現(xiàn)場觀摩，用真實數(shù)據(jù)“說話”，讓老百姓看到智能農(nóng)機對提效增產(chǎn)帶來的積極作用。同時，針對果園除草、秸稈還田等勞動強度大、用工貴、風(fēng)險高的作業(yè)環(huán)節(jié)，積極推廣專用機器人，以解決剛需痛點的方式驅(qū)動首批用戶嘗試。此外，他還提出用“購買服務(wù)”代替“采購設(shè)備”，降低農(nóng)戶的資金負(fù)擔(dān)和風(fēng)險壓力，并在服務(wù)端加強操作培訓(xùn)、現(xiàn)場支援和快速維修保障，逐步建立農(nóng)戶對智能農(nóng)機的信任。

“未來的突破口可能在于通過金融工具降低初始門檻，通過服務(wù)方式讓農(nóng)戶零風(fēng)險體驗價值，并通過扎實的本地化服務(wù)建立信任。”辜曉林總結(jié)道。

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