淺析智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用與發(fā)展

張楊娟

（運城職業(yè)技術(shù)大學，山西 運城 044000）

智能化技術(shù)是指衛(wèi)星定位導航技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機技術(shù)等先進科學技術(shù)。隨著智能化技術(shù)不斷發(fā)展，機器自動化技術(shù)、AI機器人、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等新型智能化技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。目前，關(guān)于智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用研究，已成為當前研究領(lǐng)域的主要方向之一[1]。

1 智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用

科學技術(shù)的飛速發(fā)展，促進了我國農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的升級迭代，智能化技術(shù)與農(nóng)業(yè)進行有機結(jié)合的各類技術(shù)與設(shè)備，逐漸出現(xiàn)在公眾視野。毋庸置疑，智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，使農(nóng)機裝置得到了技術(shù)革新，通過智能化技術(shù)使得農(nóng)機設(shè)備能夠根據(jù)人的思維模式、意識形態(tài)進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)。智能化技術(shù)在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力同時，也在不斷刺激并助推著我國科學技術(shù)的革新以及智能化水平的提升。智能化技術(shù)中包含諸如新能源技術(shù)、機器自動化操作技術(shù)、視覺傳達技術(shù)、AI機器人以及GPS定位系統(tǒng)等多種新技術(shù)，已經(jīng)在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了較為廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，智能化技術(shù)已應(yīng)用到了農(nóng)田灌溉、農(nóng)作物的施肥、殺蟲以及農(nóng)作物收割等多個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，正在逐步實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理的智能化，在大幅度提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源利用率的同時，實現(xiàn)了人與自然的和諧相處[2]。

1.1 自動化控制技術(shù)的應(yīng)用

自動化控制技術(shù)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械智能化的重要手段?，F(xiàn)階段，自動化控制技術(shù)不僅在發(fā)達國家得到了普遍應(yīng)用，而且在我國的應(yīng)用程度也越來越廣泛。農(nóng)民在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及田間管理過程中，可以在農(nóng)業(yè)機械中安裝電子視頻監(jiān)控系統(tǒng)，比如在拖拉機、收割機、插秧機的駕駛室內(nèi)安裝智能化實時互動熒屏，從而達到對農(nóng)作物收割過程進行實時監(jiān)控和管理的目的。與此同時，可以在大中型的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，如大中型拖拉機、農(nóng)作物收割機、農(nóng)田插秧裝置等設(shè)備中安裝自動化控制系統(tǒng)，從而達到對農(nóng)作物的生產(chǎn)、處理、加工等一系列的控制與管理的作用，極大地節(jié)省了人力、物力以及各類其他資源[3]。就現(xiàn)階段我國自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用成果而言，已初步實現(xiàn)對農(nóng)作物生產(chǎn)、處理、加工等一系列狀態(tài)的實時自動監(jiān)控及管理。智能化技術(shù)可以通過將自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，從而獲取農(nóng)作物相關(guān)信息數(shù)據(jù)。它的工作原理就是通過對農(nóng)作物所處的地理條件、周圍的溫濕程度、土壤環(huán)境、光照面積等多種直接影響農(nóng)作物健康生長的因素，通過傳感裝置，對信息數(shù)據(jù)進行實時搜集與獲取。將經(jīng)由傳感裝置的信息數(shù)據(jù)予以分析統(tǒng)計，并上傳至計算機系統(tǒng)，經(jīng)自動控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行仔細分析，將分析得出的結(jié)果傳輸至農(nóng)作物的自動化控制設(shè)備，再由自動化控制系統(tǒng)控制農(nóng)機作業(yè)。由此可見，基于對基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，并通過自動化控制體系，可以實現(xiàn)農(nóng)機設(shè)備在不同環(huán)境作業(yè)下能夠依靠自動化控制系統(tǒng)進行自主操縱與自我調(diào)節(jié)，極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

1.2 新能源技術(shù)的應(yīng)用

新能源技術(shù)主要有風力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、核能、水力發(fā)電、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中利用太陽能、風力發(fā)電、水力發(fā)電都可以為農(nóng)機設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)提供電能，驅(qū)使農(nóng)機設(shè)備殺蟲除害、作物種植、植物灌溉、作物收割等。比如，在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，通過搭建太陽能發(fā)電裝置作為溫室大棚里的電力來源，太陽能裝置通過捕捉、吸收陽光散發(fā)出的光能，并通過一系列技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化成為電能，以期為大棚里面的蔬菜等農(nóng)作物的種植與培養(yǎng)供應(yīng)足夠電力能源。此外，由于太陽能設(shè)備上能夠吸收足夠多的太陽光源，因此太陽能設(shè)備在一定程度上能夠吸引害蟲，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的殺蟲劑和化肥使用量，極大地降低了殺蟲劑、農(nóng)藥的殘留毒害物質(zhì)對植物和土壤條件造成的負面影響。

1.3 電子智能技術(shù)的應(yīng)用

電子智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械中，能夠科學高效地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的細致化、準確化施工的難題，因此電子智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用越來越廣泛。目前，很多發(fā)達國家已經(jīng)把電子智能技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)機裝置中，實現(xiàn)了電子智能技術(shù)與農(nóng)機裝置的有機融合。我國通過利用電子智能技術(shù)的優(yōu)勢與農(nóng)機設(shè)備具體特點進行融合，最終制成了集農(nóng)作物采摘、農(nóng)作物耕作、農(nóng)作物收割等多種功能于一體的智能化農(nóng)業(yè)機械裝置[4]。智能化農(nóng)業(yè)機械裝置集智能灌溉、自主施肥、自動檢測、智能預(yù)警等多種功能于一身，增加了農(nóng)作物灌溉效率以及農(nóng)作物澆灌的準確度，從而解決了實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的智能化澆水、施肥等問題。通過智能控制技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)中，可以解決各種施工作業(yè)難題，而極大地提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[4]。

1.4 機器視覺技術(shù)的應(yīng)用

機器視覺技術(shù)是日常生活中運用范圍最廣的智能化技術(shù)，這是由于它的核心算法是基于一套嚴密科學的邏輯體系形成的，它通過模擬人類大腦的思維方式，進行邏輯運算，最終模擬出某一事物的功能。起初將視覺技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物的目的就是對目標農(nóng)作物進行作物產(chǎn)品優(yōu)劣分析和農(nóng)作物品質(zhì)檢驗，主要對目標農(nóng)作物進行無損檢測。與此同時，不需要與農(nóng)作物的表面進行接觸，單純地依靠機器視覺對目標農(nóng)作物產(chǎn)品的圖像特點予以分析，以期得到待測農(nóng)作物品質(zhì)情況?，F(xiàn)如今，在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，機器視覺技術(shù)在農(nóng)機設(shè)備中的應(yīng)用主要通過計算機技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及攝影儀等工具來模擬人類視覺的基本功能發(fā)揮作用，以期對農(nóng)作物進行分類識別、及時跟蹤，幫助農(nóng)作物高效地規(guī)避風險。隨著圖形處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，機器視覺也開始應(yīng)用于農(nóng)田維護、農(nóng)作物栽種、農(nóng)作物收割等領(lǐng)域。如采取機器視覺技術(shù)分析復雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)換環(huán)境，以達到收集信息數(shù)據(jù)、分析地理位置、了解待測農(nóng)作物或是植物的生長情況。

1.5 機器人技術(shù)的應(yīng)用

機器人技術(shù)是人工智能發(fā)展的時代產(chǎn)物，將機器人技術(shù)實際運用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可以更好地對目標農(nóng)作物、目標植物進行實時追蹤、精準定位、智能識別，從而更好地利用機器人為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理服務(wù)。美國機器人設(shè)計研發(fā)團隊設(shè)計出了一款依據(jù)天氣熱成像原理制作而成的新型脈沖激光機器人。該產(chǎn)品能夠自主獲取目標農(nóng)作物的直徑長度、覆蓋面積、生長情況，并對直徑長度、覆蓋面積、生長情況進行信息數(shù)據(jù)分析，然后對土壤條件和地理環(huán)境進行勘探，進而獲取目標農(nóng)作物的周圍環(huán)境、氣候條件、溫度濕度等信息要素。然后將收集到的信息數(shù)據(jù)進行保存，再傳遞至中央控制器進行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，最后根據(jù)機器的數(shù)據(jù)進行3D建模，得到目標建筑物標準，通過對3D模型進行層層剖析，進而深入了解目標農(nóng)作物產(chǎn)品的生長發(fā)育狀況等重要信息。

2 智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的發(fā)展前景

農(nóng)業(yè)發(fā)展水平是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標準之一，農(nóng)機設(shè)備的智能化發(fā)展水平能反映一個國家科研能力的高低以及技術(shù)發(fā)展程度。將智能化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)機設(shè)備中，不僅可以解決人力資源稀缺問題，還能極大地推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

要促進我國農(nóng)業(yè)發(fā)展，就必須提高我國的智能化水平，并且將智能化成果應(yīng)用于我國農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)過程之中，如GPS定位系統(tǒng)、CAD制圖、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、新能源技術(shù)等。未來重點研究方向應(yīng)該放在農(nóng)業(yè)機械化的智能化和精準化研究層面，通過建立和完善全面立體的智能化技術(shù)體系，積極研究智能化的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，推動智能化技術(shù)的改造與迭代，加大智能工廠的建設(shè)力度，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化與智能化技術(shù)的有機結(jié)合，提高我國的智能化水平以及農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展水平[5]。

3 結(jié)語

綜上所述，加大智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用力度，不僅可以快速解決各種農(nóng)業(yè)作業(yè)中的難題，而且將極大地提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，對進一步促進我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，助推鄉(xiāng)村振興，具有十分重要的意義。