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日本自动插秧机给我们的启示

日本自动插秧机给我们的启示

新年伊始,日本媒体报道,自动插秧机入选日本农林水产技术会议事务局“2017年农业技术10大新闻”。更早先的报道显示,久保田、井关至少在2016年已经开始销售带GPS的自动插秧机。

日本对于自动插秧机的界定为“可以一个人驾驶,即使一般熟练人员也可以高效操作,可以实现行距误差在2cm以内的高精度插秧机”。自动插秧机田间作业当然可以实现无人操作富来威插秧机,但是一般都配置了紧急停止遥控装置,防止意外的发生。对于农业机械,无论欧美还是日韩都非常强调安全。

以往的插秧机一般是至少两人操作,其中一人负责补充秧苗,在中国东北地区甚至三个人操作;而自动插秧机实现单人操作是一个很大的进步。由于应用了GPS系统自动规划路径,即使非方形地块,对于一般熟练的人员也可以实现8秒转弯调头、2cm精度行距误差。

日本农业与中国一样也遇到青壮年劳动力不足的难题,日本几年前就提出“少人化”、“轻劳化”的高速插秧机开发思路。在2015年制定的“食品·农业·农村基本计划”中也提倡使用机器人技术和IT等尖端技术的农机技术开发,日本专家称为“农业机器人”。

目前,至少华南农业大学、江苏大学、富来威公司等多家单位都在开展智能无人插秧机的研究,但是,离商业化还有很长的路。日本自动化高速插秧机的商业化给我们一些启发:

日本政府重视基于现代信息技术的农机产品的开发,1993年开始每5年为一个周期,开发急需的农机新产品;通过采用高新技术完善农机技术体系。

日本的农业已经基本实现全面机械化,为下一步的智能化、自动化奠定了非常好的基础。日本在1980年代已经基本普及水稻插秧机,为其自动插秧机的研发、使用、推广提供了保障。

农机系统是大农业系统的一个重要组成部分,农机与农艺的融合是农机创新的重要前提,自动化高速插秧机在中国有不同的翻译,“无人高速插秧机”、“智能化高速插秧机”,但是不能理解为原来的插秧机增加智能装置。而是采用了新的育苗系统的“全新高效插秧机”。日本的实践是成功采用长毡式水培苗,每卷可以达6米,卷起来装在插秧机上,实现插秧4-5亩不需要补充秧苗。

日本自动化高速插秧机的研制是一个循序渐进的过程,首先是创新栽插机构,研发能栽插小苗(乳苗)的机械式插秧机,同时在同步施肥、撒药、耙地等方面取得突破,实现了高效插秧。然后以井关为代表的企业把实时检测土壤肥力、变量施肥技术应用到插秧机上。中央农业研究中心、三重大学、鸟取大学等科研机构采用车辆自动化技术研制插秧机自动驾驶技术,主要包括了用于感知插秧机位置、姿态、障碍物、周围环境的传感系统;以及用于行走控制、作业控制、路径规划、作业规划的信息处理识别与决策系统。可以说,多学科专业技术的突破才有商品化自动化插秧机的面世。

在商业化过程中,广泛采用互联网时代的“迭代思维”,初代产品抢占先机,在定位精度等性能方面并不理想,而且仅提供自动直线行走功能;第二代产品的行距精度已经超过普通机电产品的定位精度;更后续的产品在智能插秧、变量施肥等功能满足的同时,又与农艺协同创新,推出“密播稀植”的新功能,进一步提高效率。

“无人农业机械系统”是“农业作业场系统”的一部分,农业作业系统中效率最低的是各个专业作业系统的连接部分;例如,育苗与插秧过程的连接,苗的装运到装机过程。在推行农机智能化的过程中同时关注辅助作业环节的机械化、高效化、智能化!

智能农机对于作业环境系统要求较高,尽管机器可以避开地块障碍,但是富来威插秧机,对于使用自动插秧机的地块仍不希望有过多的异常。田块的“宜机化改造”是我们推进智能农机的前提!

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