研究中心致力于将清华研究院工业级的
智能机器人技术与大数据平台应用于农业领域;
核心业务聚焦于
智慧农业机器人及成套装备的自主研发与系统集成;
提供覆盖“感知-决策-执行”全链的智慧农业综合解决方案;
致力于打造行业首台套重大技术装备,
通过产学研协同创新,助力完成技术申报与产业化落地,
成为中国农业智能化领域的核心技术引擎与装备供应商。
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@白懿慕
导语
News Today
随着大数据、云计算、物联网等新兴技术的飞速发展,农业智能化升级改造成为必然趋势。现代农民只需利用一台电脑甚至一个手机,就能实现对农田、果园、农场的管理,这就是农机智能化带来的智慧农业。要实现智慧农业,离不开农机装备的智能化。那么现阶段全球农机装备智能化情况如何?未来它又会有哪些发展趋势呢?昨日(10月31日)一场权威讲座中,中国工程院院士赵春江系统阐述了智能农机装备如何深刻改变着中国传统农业的生产方式。
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农·业·新·发·展
01
全球视野下的农机智能化进程
从全球发展轨迹来看,发达国家普遍经历了’机械化→精准农业→智慧农业‘的演进过程。美国早在1954年就实现了全面机械化,日本水稻植保作业的60%已由植保无人机完成,这些数字凸显了我国与发达国家在智能化领域的差距。
不过,中国正以惊人的速度追赶。赵春江院士提供的一组数据令人振奋:自2004年《农业机械化促进法》实施以来,农机购置补贴从0.7亿元增长到280亿元,主要农作物耕种收综合机械化率已超过70%。我国已成为全球第一大农业机械化制造和使用大国,2019年市场规模占全球的27.4%。
同样,2016年我们植保无人机保有量超过了日本。18年的植保无人机的数量达到3万多架次。到了2019年已经达到5万多架,作业面积达到6亿亩次。2020年底预计作业面积将突破10亿亩次。我们国家植保无人机发展速度还是很快的。
但挑战同样严峻。农村劳动力占全社会劳动力比例已从1991年的61%降至26.1%,’谁来种地’的问题日益突出。’未来农业的根本出路在于智能化。’赵春江院士强调。
数据来源:综合自中国国家统计局《中国统计年鉴》、全国人口普查及公报。不同统计口径(如“乡村就业人员”与“第一产业就业人员”)略有差异,但总体趋势高度一致。
02
三大核心技术引领产业变革
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智能导航:从’人开车’到’车自走’
基于北斗卫星导航系统的自动导航技术,正成为智能农机的’底盘技术’。赵春江院士团队研发的电动方向盘式自动导航系统,因安装简单、安全可靠且价格亲民,已在生产实践中大面积应用。
在新疆广袤的棉田里,搭载自动导航系统的播种机一次作业即可完成播种、灌溉、覆膜、覆土等多道工序,作业质量显著提升。更令人惊叹的是,通过’错茬播种’技术,系统能准确避开上一茬作物的秸秆位置,确保种子播在适宜生长的土壤中。
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智能监控:为农机作业装上’眼睛’
‘农机作业监控是当前最薄弱的环节,也是最重要的环节。’赵春江院士直言。他的团队研发了13种农机监控终端,覆盖从耕、种、管、收到秸秆打捆等主要环节。
在深松作业中,物联网监测系统能实时监测耕作深度,确保打破犁底层的同时,为政府补贴发放提供精准数据依据。在播种环节,激光监测技术可对每一个下种孔进行监控,漏播监测准确率高达96%,从源头保障’苗全苗壮’。
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精准作业:从’均匀撒施’到’按需分配’
变量施肥技术代表了精准作业的最高水平。赵春江院士展示了在河北智慧农场的实践:通过卫星与无人机遥感生成’大底方+小处方’的施肥模型,智能农机搭载传感器实时感知作物长势,在长势好的区域少施肥,在长势弱的区域多追肥。
水稻侧深施肥技术更是一大突破,通过智能化装备将肥料精准施在离苗5公分、深4.5公分的位置,大幅提高肥料利用率。同样,精准施药技术通过智能喷雾系统,根据拖拉机行进速度自动调节喷量,避免地头转弯时药量过大造成药害。

图片来自赵春江院士直播视频
03
智慧农业:未来已来
赵春江院士描绘了智慧农业的未来图景:生产智能化、作业精准化、管理数字化、服务网络化。在河北省建立的79个小麦玉米智慧农场中,从耕种收到施肥打药,再到仓储物流,全程都离不开高端智能农机装备。
‘未来的农业场景将见不到人,环境优美,信息技术发挥核心作用。’赵春江院士表示,’国家的战略需求,就是用计算技术强化人脑,用机器替代人力,用自主替代进口。’
04
技术落地,实践真知:我们的解决方案
随着智能农机时代的到来,农业产业正迎来前所未有的变革机遇。赵春江院士展示的技术路径与应用场景,为我们指明了方向。而将这些前沿技术转化为实际生产力,需要专业团队的持续深耕与实践。
这正是我们——清华大学天津高端装备研究院智能系统与大数据研究中心的使命所在。
我们深度聚焦’智能装备+大数据分析‘的技术融合,在智慧农业领域已形成完整的解决方案:
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在智能导航领域,我们开发的农业机器人导航控制系统,兼容北斗与GPS双模定位,精度达到厘米级,已应用于果蔬采收、农田巡检等多类移动平台。
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在作业监控方面,我们自主研发的农机作业质量监测终端,可实时采集深松深度、播种数量、施肥用量等关键数据,并通过云平台进行作业质量分析与可视化展示。
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在精准作业环节,我们推出的变量施肥与精准施药系统,能够根据多源遥感数据与机载传感器信息,实时调整作业参数,真正实现’一处一策’的精细化管理。
我们已成功研发5大类10种农业机器人系统,包括:
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草莓、苹果等经济作物的智能采收机器人
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温室与大田两用的植保喷雾机器人
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基于机器视觉的农情巡检机器人
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果蔬产量估测机器人
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苗木移栽与整枝打叶机器人
这些装备已在多个农业示范园区投入应用,显著提升了农业生产效率与资源利用率。
赵春江院士强调:’农机装备的智能化可以让农机全部和部分替代人,高效便捷、安全可靠地完成特定复杂的目标和任务。’我们完全认同这一观点,并已将这些理念转化为实际成果。
如果您正在规划智慧农业项目,面临农机智能化升级的技术挑战,欢迎与我们联系。 我们的技术团队将为您提供:
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智慧农业全流程技术咨询
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智能农机装备定制化研发
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农业大数据平台建设
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现有产线智能化改造方案
智能农机不再是遥远的未来,而是正在发生的现在。让我们一起携手,将前沿技术转化为实实在在的生产力,共同推动中国农业的现代化进程。
清研智慧农业
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陈 灏
智慧农业项目负责人
清华装备院智能系统与大数据分析中心主管
特别说明