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农业新纪元

  农业生产过程自动化,将使农民不再面朝黄土背朝天,真正体会自动化技术的巨大威力。在农业生产中,农业机械化使农业生产的效率得到了很大的提高,并且使农业生产成本下降、用工减少,近年来,电子技术和自动化技术被大量用于农业和农业机械领域。智能技术在农业上应用得日益广泛,为农业的进一步发展奠定了基础,同时也给人们提供了许多新的研究方向。

  智能化仪器、设备和机器的普遍采用将给农业生产带来崭新的局面。电子技术和计算机技术的迅速发展推动了农业机器向智能化方向的发展。从农田作业与机械的关系上来看,如果农业生产过程的机械化定义为每一项作业都由人操作机械来完成的话,那么农业生产过程自动化的定义就是:在农业生产过程中机器按照人们的预定自动完成作业。虽然,自动化农业比机械化农业前进了一大步,但自动化并非能做到在人完全不干预的情况下,使农业生产各环节达到最优。因为农业生产过程涉及到的因素具有多样性和复杂性,单靠简单的传感和控制系统无法加以解决。如果机器能够根据作物的状况和其他相关因素来决定如何进行某项作业,该机器就应具有对多种信息快速处理及推理分析与决策的能力,也就是说机器是智能化的。广泛采用了智能技术之后,农业生产中主要决策和作业均由智能化机器或系统来完成,这样的阶段可称为农业生产的智能化阶段。科学技术的发展为农业智能化的发展创造了一定的条件,智能化农业的发展还与经济及社会等方面的因素有关。

大型自动化联合收割机

  本世纪80年代以来,有关农业的智能化技术研究不断增多,但大都处在研究阶段。其中研究和应用得最多的是机器(计算机)视觉和图像处理系统。此外,神经网络系统、决策支持系统也已在农业生产方面得到了广泛应用。智能化技术使传统机械无法作业的项目实现了机械化。在许多国家,蘑菇生产的集约化程度虽很高,但人工采摘蘑菇效率低,且分类的质量不易得到保证,从而制约了生产效率和经济效益的提高。因此,研制了具有计算机视觉系统的蘑菇采摘机器人,使蘑菇生产从苗床管理到收获分类实现了全过程自动化。为了降低收获樱桃西红柿的成本,日本研制了用于收获樱桃西红柿的机器人。为确定果实的位置,采用了双目立体成像技术,成功率约为70%。其他研究如何利用机器识别作物形状、大小分布等的也很多,智能化技术使农业机械的工作更加符合农艺要求。智能化技术研究使农业机动机器人有了重大突破。为了解决农业劳动力尤其是技术劳动力缺乏的问题,人们将希望寄托在农业机动机器人上,所以对车辆的自行导向问题开展了大量的研究。农业机动机器人构建的困难主要在于控制系统和定位系统。在各种车辆引导方式中,应该说利用路径周围环境图像识别自动引导是最好的方式,但目前应用起来尚有一定难度。农业生产和农场的管理是智能化技术在农业上应用的又一重要领域。许多学者还对神经网络技术在农业生产中的应用做了很多工作,采用输入最高气温、最低气温、光周期、种植天数或开花天数的方法来预测大豆的开花期或生理成熟期;运用最优控制和神经网络技术对花生灌溉问题进行了研究;还运用模拟的方法进行了花生农场农机选择的研究。

  总起来看,智能化技术在农业上的应用尚处于起步阶段。虽然个别领域已有较为成套的设备或系统的研究和应用,但大部分研究尚处于为智能化做准备或打基础的阶段。如各种传感元件的研究,各种信息的收集、分析、处理方法的研究及各种模型和决策系统的研究等。总之智能化,自动化技术在农业上将有更为广阔的应用。

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