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        山西農業機器人推廣的制約因素及促進建議

        時間:2020-12-04 來源:當代農機 本文字數:3238字
        作者:馮彩霞 單位:山西省農業機械發展中心農機研發部

          摘    要: 闡述了農業機器人在山西省推廣應用的可行性和必要性,分析了山西省農業機器人推廣的制約因素,提出了促進山西省農業機器人推廣的措施與建議,以期為農業機器人的推廣應用提供參考。

          關鍵詞: 農業機器人; 智能化; 制約因素; 政策措施; 建議;

          農業機器人是現代農業發展出來的一種能夠代替部分人類勞動的智能化、精準化的機械設備,多面向嬌嫩性和復雜性的作業對象、非結構性的作業環境、特殊的使用對象和價格,是現代農業生產中不可缺少的環節,也是未來農業發展的必然趨勢。

          1 、農業機器人在山西省推廣的可行性和必要性

          隨著現代電子技術、計算機技術和農業機械化的發展,智能農業機器人將在農業生產中得到廣泛的應用。由于經濟的發展對農業生產率、勞動效率等提出了更高的要求,使得新概念農業機械—農業機器人的開發符合我國社會主義新農村建設的需求。另外科技的飛速發展使開發農業機器人的成本不斷降低而性能卻大幅提高,因此以農業機器人為代表的智能化、自動化的現代農業裝備會帶來巨大經濟效益和廣闊的市場前景。我國農業已經進入新的歷史發展時期,農業生產的規模和模式將發生巨大的變化,對農業機械裝備的結構和性能提出更高的要求。工業化和城鎮化進程將要求新一代農業勞動力的數量大幅度減少而科技素質普遍提高,這必然帶來新技術在農業中的大量應用,加快促進傳統農業機械的更新和現代農業機械的發展。可以預計,21世紀將是智能農業機器人發展的重要時期。
         

        山西農業機器人推廣的制約因素及促進建議
         

          1.1、 可能性

          農業機器人的應用首先受到經濟效益因素的制約。按照經濟效益的理論,若應用農業機器人,可提高工作效率、降低生產成本、增加經濟效益。農業生產作為一種繁重的生產活動,人工成本支出占到總成本的50%。若采用農業機器人能降低成本支出超過10%,農業機器人的應用就能實現。據測算,在大田作業中應用除草機器人可使除草成本減少20%;而在有機農業生產中這一降低比例可達50%。另外,隨著人工智能、云計算、計算機硬件等的快速發展,農業機器人的生產制造成本降低,農業生產的人工成本上漲。當2種成本達到平衡點后,農業機器人替代人工就成為必然。

          1.2、 必要性

          一方面,應用農業機器人有助于緩解山西省農村勞動力短缺問題。山西省人口老齡化造成勞動力減少,農業作為勞動艱苦、作業環境差的弱勢行業,勞動力短缺更加突出,應用無人駕駛農機可以24 h進行播種、施肥和耕作等生產作業。另一方面,應用農業機器人有利于農業綠色可持續發展。為了解決溫飽問題,傳統農業生產往往以單純追求高產量為目標,在土地上使用過多的化肥、農藥,抽取更多的地下水資源進行灌溉。在獲得高產的同時也導致農產品品質下降,土壤退化、養分流失,農藥、化肥殘存流入地下水,污染河流、大氣,使生態環境遭到破壞。根據土壤、作物的具體情況應用農業機器人,可實現化肥和農藥施用量的精準控制,實現綠色生態農業的發展目標。而采用施肥機器人可以根據不同類型土壤的實際情況,制定針對性的施肥策略,準確計算減少的施肥總量,在降低成本的同時,減少氮、磷元素等對土壤的影響,改善地下水質,減少溫室氣體排放,降低農業生產能耗。

          2 、山西省發展農業機器人的制約因素

          農業機器人已有30年的發展歷史,雖然大量的問題得到了解決,從而推動了農業機器人技術的發展,使農業機器人在一些國家率先得到了應用;但是由于技術、成本等多方面的原因,農業機器人在我國尤其是山西省并未得到廣泛應用。制約農業機器人推廣與應用的主要因素如下。

          2.1、 購買機器人的成本過高

          因農業生產作業的非結構性,使農業機器人成本比工業機器人高;因農業生產的季節性,目前農業機器人只能應用在某一種作物生產的某一環節或某一項作業中,導致使用效率低,增加了農業機器人的應用成本。農業機器人性價比不能滿足市場的需要,是制約農業機器人商業化的關鍵。以無人機為例,沒有配備相關專業設備的無人機還是相對便宜的,可是對于農業生產的幫助并不大。真正能夠用在農業生產上的農業無人機的造價還是比較高的,這造價中也包含了其中的硬件、軟件、工具和成像傳感器等。這么高的價格也是讓很多的農民朋友望而卻步。

          2.2、 缺乏科學化和智能化

          農業機器人要想在最大程度上代替人工,首先要在科學化和智能化上加以改進和革新。目前現有的農業機器人,能完成基本的實際操作,代替部分人工生產活動,但要想提高農業生產率,就要對農業機器人提出更高的要求。由于農業機器人生產程序的復雜、工作種類的多樣,導致機器人很難在某一功能上得到徹底的智能優化。從目前的科學技術上來看,自動識別和自主移動技術已經逐步成型,能夠獨立完成基本操作,但是在智能化上做得還不夠好,目前許多智能化難題還未攻克,特殊的農業工作方式很難將智能化完全使用在機器人身上,再加上機器人的理論基礎和相關實踐技術尚未成型,在專業知識轉化為實際操作中還有很長的路要走,導致目前的農業機器人智能化水平不足,功能配置不夠科學等問題。

          2.3 、種類少且類型單一

          首先是機器人種類少、生產類型單一,農業所涉及的具體施工操作類別多樣,施肥、耕地、播種、豐收等諸多流程,但農業機器人的使用不能滿足農業實際操作中的具體施工,例如施肥機器人僅僅能用來施肥,耕地機器人只能用來耕地,由于農業的特殊性,導致一款農業機器人只擁有一個功能或極少數功能,種類過少、功能使用過于單一,導致工作效率低下、生產水平受到限制。其次是農業機器人實際操作能力差,由于技術水平不夠先進,目前農業機器人對土地環境的認知能力還很差,不能有效識別農作物,在實際作業中出現工作偏差。智能系統的發展還不夠完善,農業機器人的智能程度還不能滿足農業生產的需要,很多任務無法由農業機器人單獨完成。

          2.4、 缺乏專業人士

          截至2018年底,山西省擁有農機化作業服務組織4 705個、人員29 401名;農機大戶510 966個、人員656 143名。這些農機從業人員年齡偏大、文化知識水平低(以高中以下文化水平為主),制約了農業機器人的推廣應用。以無人機為例,無人機的熟練操作比較困難,需要專業的技術培養,但是市場上符合標準的無人機駕駛員卻是十分匱乏,普通農戶想要使用無人機就更需要參加專業的培訓,不然就要花高價雇傭專業人員來操作無人機,無形之中也增加了不少成本,這樣的情況影響了農業無人機的在普通農戶中的使用,也造成了很多農戶花了幾萬買回來卻不會用,放到落灰的尷尬情況。

          3、 促進山西省農業機器人推廣的措施與建議

          3.1、 促進規模經營

          農村的土地經營權和承包權分開,農民在保留承包權的前提下可以轉讓經營權,從政策上為規模經營創造了條件。農民通過轉包、轉讓、入股、合作、租賃、互換等方式出讓土地經營權,將土地向專業大戶、合作社等流轉,形成有特色的規模經營。省政府職能部門應根據地區特點,指導規劃發展適合山西省的規模生產,形成規模效應,為農業機器人等高端農業裝備的應用和農業自動化水平的提高創造硬件平臺。

          3.2、 創建農業機器人應用示范基地

          以農谷為依托,向全省輻射,落實國家可持續發展試驗示范區的建設工作重點,規劃綠色生態農業試驗基地,在大田生產上突出保護資源、綠色生產,通過農業機器人的使用,采用變量施肥,使用非化學除草方式,降低化肥、農藥使用量;通過推廣無人駕駛農機生產作業,提高勞動效率;通過示范基地的引領和示范,利用出租、出借等方式逐步推廣應用成熟的機器人;鼓勵科研院所創建特色農業機器人創新中心,籌建山西省農業機器人創新基地,加強對外合作,加快推進農業機器人產業化發展。

          3.3 、培養專業型人才

          農業機器人等高端農業裝備需要大量的專業人才,應充分利用山西高等院校、科研機構的優勢,通過短期培訓、職業教育、學歷培養等方式,產學研相結合,培養一批懂農業、愛農村、愛農民的專業技術隊伍,建立以科研院所為主體的產學研聯合技術聯盟。

          參考文獻

          [1]林歡,林云.國農業機器人發展及應用現狀[J].浙江農業學報,2015,27(5):865-871.
          [2]戴乃昌.業機器人的發展和應用初探[J].機化研究,2009,31(2):241-244.
          [3]崔勇.農業機器人的研究與應用淺探[J].南方農機,2008(1):35-37.

          原文出處:馮彩霞.山西省農業機器人的發展及應用研究[J].當代農機,2020(11):50-52.
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