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摘要：近年來，人工智能技術(shù)發(fā)展得越來越快，在各個領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)各個領(lǐng)域也是如此。主要介紹人工智能的定義、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用以及未來在其他農(nóng)業(yè)機械上智能發(fā)展方向展望。
關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；農(nóng)業(yè)機械；智能應(yīng)用
1人工智能的定義
人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）是研究人類智能活動的規(guī)律，構(gòu)造具有一定智能的人工系統(tǒng)，人工智能（AI）也稱機器智能，它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，它了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器，該領(lǐng)域的研究包括機器人、人工智能的發(fā)展趨勢。通過對計算機的操作，讓機器能夠模擬人的智能，在一些比較危險或是偏僻的工作環(huán)境中，運用人工智能就能有效替代人力，只需要人們遠距離監(jiān)控就可以，有效地利用了人力資源。人工智能已經(jīng)在醫(yī)療診斷、旅游、交通、物流倉儲、裝備制造、航天軍工和在線學(xué)習等領(lǐng)域得到使用，提高了人類社會的智能化、自動化和信息化。未來人工智能技術(shù)將進一步推動關(guān)聯(lián)技術(shù)和新興科技、新興產(chǎn)業(yè)的深度融合，推動新一輪的信息技術(shù)革命，其人工智能技術(shù)將成為我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級嶄新的支撐點。
2人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)機械可以實現(xiàn)耕種播收以及植保的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，加入了人工智能的農(nóng)業(yè)機械可以實現(xiàn)智能耕種播收及植保。
2.1農(nóng)機自動駕駛技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)自動耕地和收割
農(nóng)機自動駕駛是指拖拉機、收獲機通過感知、定位技術(shù)實現(xiàn)作業(yè)環(huán)境、位置感知，利用路徑規(guī)劃技術(shù)及液壓控制技術(shù)，實現(xiàn)農(nóng)機按規(guī)劃軌跡自主行駛。農(nóng)機自動駕駛有助于減少人工勞動成本、提高作業(yè)精準性和提升作業(yè)效率。當前農(nóng)機自動駕駛多采用導(dǎo)航定位的方式，實現(xiàn)全局路徑規(guī)劃、自動駕駛。一方面可在衛(wèi)星導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，利用視覺結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習，實現(xiàn)對局部環(huán)境的狀態(tài)解析，對障礙物進行識別、檢測，進而實現(xiàn)全局及局部多維度環(huán)境感知。另一方面可以根據(jù)地貌和土地材質(zhì)進行耕深的自動調(diào)節(jié)。Kinze大型農(nóng)機企業(yè)早在2012年就參考Google的自駕系統(tǒng)打造出自動農(nóng)耕機、收割機，只要在耕作時把會遇到的狀況與田地信息一同輸入GPS系統(tǒng)，拖拉機會根據(jù)GPS系統(tǒng)紀錄指示行駛，依循前方進行紅外線掃射，以避免撞上障礙物。
2.2精準播種技術(shù)應(yīng)用
精準播種是指在播種過程中，確保種子與種子之間有合理的間距，適宜的播量。進而確保作物最大化攝取陽光、水分和礦物質(zhì)，充分利用土地等資源，保證作物產(chǎn)量。當前，播種機多為純機械式結(jié)構(gòu)，其工作方式為按一定時間間隔排出種子，進而實現(xiàn)種子間距一致。排出種子的時間間隔可根據(jù)拖拉機行走的速度設(shè)定，但機械作業(yè)的不穩(wěn)定性，存在單次排不出種子或單次排出多個種子的問題。因此，可在播種機上加裝攝像頭，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對種子拋灑過程進行分析，實時記錄，標識未播、多播種子的位置或編號，替代人工識別方式，減少勞動成本。智能播種機器人還可以通過探測裝置獲取土壤信息，然后通過算法得出最優(yōu)化的播種密度并且自動播種。美國愛荷華州的發(fā)明家DavidDorhout研發(fā)的智能播種機器人Prospero就是這樣的智能機器人。
谷物收獲機械智能化有助于小麥、水稻和玉米等谷物的智能化收割。谷物清選檢測是收獲機作業(yè)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，如小麥收獲機作業(yè)，首先通過割臺對小麥進行收割，然后通過滾筒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、凹板間隙調(diào)節(jié)對小麥進行脫粒、分離和清選。收獲機的行駛速度、割臺高度、滾筒轉(zhuǎn)速、凹板間隙等參數(shù)是影響脫粒、分離和清選的關(guān)鍵。可在收獲機作業(yè)倉中安裝攝像頭，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對小麥脫粒破損粒進行實時檢測，利用深度學(xué)習方法，找到行駛速度、割臺高度和滾筒轉(zhuǎn)速，進而根據(jù)作物狀態(tài)不同，及時調(diào)整以便將作物收獲干凈。收獲機械還可以根據(jù)收獲谷物的不同來進行行駛速度、割臺高度和滾筒轉(zhuǎn)速的調(diào)整。智能果木采摘機器可以完成蘋果、葡萄等水果采摘。AboundantRobotics是來自美國加州的農(nóng)業(yè)機器人公司，目前他們已經(jīng)上市的是一款蘋果采摘機器人，可以在不破壞蘋果樹和蘋果的前提下達到一秒一個的采摘速度。蘋果采摘機器人通過攝像裝置獲取果樹的照片，用圖片識別技術(shù)去定位那些適合采摘的蘋果，然后用機械手臂和真空管道進行采摘，一點都不會傷到果樹和蘋果。
2.4植保機械的智能應(yīng)用
BlueRiverTechnologies是一家位于美國加州的農(nóng)業(yè)機器人公司。BlueRiver的農(nóng)業(yè)智能機器人可以智能除草、灌溉、施肥和噴藥。智能機器人利用電腦圖像識別技術(shù)來獲取農(nóng)作物的生長狀況，通過機器學(xué)習，分析和判斷出哪些是雜草需要清除，哪里需要灌溉，哪里需要施肥，哪里需要打藥，并且能夠立即執(zhí)行。智能機器人因為能夠更精準的施肥和打藥，可以大大減少農(nóng)藥和化肥的使用，比傳統(tǒng)種植方式減少了90%的農(nóng)藥化肥使用。
3農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展方向
現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)在很多作物收獲環(huán)節(jié)進行應(yīng)用。例如甘蔗收獲、土豆和花生的收獲，青飼收割、牧草收割打捆和大豆的收獲。對于不同收獲對象，人工智能可以自動調(diào)節(jié)參數(shù)，例如收獲土豆、花生等地下作物時，要及時調(diào)整入土深度，保證收獲干凈。人工智能還可以通過算法給出各種最優(yōu)化的方案，比如根據(jù)土壤環(huán)境狀況，結(jié)合市場行情預(yù)測，從而給出當年該地適合種玉米還是大豆。人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)，精準農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向，它需要依靠計算機視覺、機器學(xué)習和智能設(shè)備來提高作物產(chǎn)量，并降低人工勞動力的投入，減少農(nóng)藥、水和肥料的浪費。
4結(jié)束語
伴隨著新一輪科技革命浪潮的到來，人工智能技術(shù)已經(jīng)進入到各個領(lǐng)域。人工智能技術(shù)成為助推我國農(nóng)業(yè)機械升級，助推農(nóng)業(yè)機械制造升級發(fā)展核心動力。本文以人工智能在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域中的應(yīng)用，進而分析農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展方向，淺析人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械智能化發(fā)展中的應(yīng)用，為現(xiàn)代化智能型農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展方向和趨勢提供一些建設(shè)性意見。
參考文獻
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[2]曹夢川.人工智能在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用與展望[J].寧夏農(nóng)林科技，2018，59（5）：59-60
作者:陳向東 李軍輝 單位:北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院