人工智能技术在现代农业机械中的应用

代 洁 ，王 京

（南阳职业学院，河南 南阳 474550）

将人工智能技术应用到现代化农业机械，可以降低人力投入，减少生产成本。一方面，人工智能技术能够推进农业机械的现代化发展，提高农业生产效率，使农业资源得到充分的发挥，农业生产的标准化和科学化得到保障。例如耕种、病虫害防治、收割等方面，农业机械智能技术可以代替人工操作，还可以进行收集和分析环境资料等任务。另一方面，农业机械智能技术可以根据具体的生产任务，灵活地进行相应的调整，能适合多种农业生产。同时，还能将人工劳动强度降到最低，提高经济效益。因此，人工智能技术在现代农业机械中起到十分重要的作用。

1 人工智能技术在现代农业机械中的意义

1.1 人工智能技术是发展现代农业的需要

目前，我国农业机械所需的农业生产要素如耕地、水、劳动力等正在逐步下降，对农业技术的需求则呈现出刚性的增长趋势[1]。由于我国农业机械的内外环境发生了巨大的变化，这就使传统的发展方式很难与之相适应。而在现代化过程中，由于自然因素和外部因素的引入，农业机械现代信息化既是一个“慢变量”，也是一个“关键变量”。要想发展现代农业机械，就必须提高计算机人工智能技术，提高资源利用率，走信息化、现代化以及智能化的可持续发展道路。

1.2 人工智能技术推动农村经济发展

计算机人工智能技术的全面推进，使得农村经济得到了快速发展[2]。通过引入先进计算机人工智能技术，可以促进农村机械产业的发展，为农民耕作提供更好的服务，提高农民的生产和生活水平，从而推动农村经济的发展。与传统的农业机械产业相比，农业机械智能信息化节省了大量的人力物力，节约了生产成本，全面地提高了我国农业机械现代化水平。因此，引入计算机人工智能技术，可以更好地发挥农业机械的优越性，推动农村产业的快速发展，以此提高农民的收入，促进整个农村经济的快速发展。

1.3 人工智能技术是促进农民增收的根本保证

近年来，由于农村青壮年劳动力大量外出打工，农村“老龄化”的状况十分严重，造成了大量的耕地被人为抛荒，并由此间接造成了诸如“留守儿童”和“留守老人”此类的社会问题[3]。年轻人宁可外出工作，也不愿意去种地，主要是因为种地收入不高，难以维持正常的生活水平。要改变这种状况，就必须在农业机械技术上进行创新，发展成现代化、规模化、智能化以及信息化的产业，从而提高农业生产的效益，进而实现农民增收。

2 人工智能技术在现代农业机械中的挑战

2.1 主体的挑战

一般而言，现代农业机械的主体应该是农业企业或农民。农民通常是直接参与到现代农业机械设备的操作中，成为农产品市场中的重要参与者，利用市场的需要，反过来促进现代农业机械智能化技术的创新。然而，当前所面对的挑战是：广大农民的农业机械智能化意识不强、广大农民受教育程度普遍较低、计算机人工智能技术的推广受到制约以及对智能化技术的接受程度有限等。同时，由于现代农业机械智能化技术创新投入大、周期长，对资金薄弱的农户和个人来说，也会影响到他们的创新热情。而农业科研院所和高校是国家领导下的科技创新主体，他们的任务就是培养人才和承担重要的科研项目，但事实上，绝大多数的农业科研机构都存在资金短缺的问题，很难在短时间内发展起来，尤其是科研投入和产出不挂钩，造成科技成果转化的时间过长，科技要素流通不畅成为现代农业机械智能化技术创新主体错位后面临的最大挑战。

2.2 推广人才的挑战

现代农业机械人工智能化技术的推广是现代农业机械技术创新的关键环节[4]。现代农业机械人工智能化技术的推广是科技兴农的重要手段，是实现农业科技成果向实际生产力转化的关键。一种新技术的成熟运用，通常要6～7年的时间。分散而不协调，推广时间长，成果转化效率低下，是当前我国现代农业机械智能化技术推广的现实状况。此外，由于县、乡两级农业机械智能化技术推广机构设置不健全、人员配备不足、技术推广效果不佳等原因，在很多地方，农业机械智能化技术推广制度形同虚设，缺乏及时、高效的技术指导，难以及时应对自然灾害和疾病。近年来，在农村逐渐兴起了一种新的农业机械技术服务组织，这些服务单位大都是在农村设立的，以销售智能农机、智能碾米机等现代农业机械设备为主要收入来源，但由于智能农机、智能碾米机功能繁多，价格较高。尽管在国家大力扶持下，涌现了一批新的现代农业机械技术推广组织，但是因规模、人员、技术力量、资金等方面的限制，发展速度较慢，推广速度较慢，竞争意识较弱，难以有效地打通农业机械智能化技术推广和应用的渠道。

3 农业机械中常用的人工智能技术类型

3.1 新能源智能技术

新能源技术是农业机械发展的主要方向[5]。现代农业机械在新能源开发和利用上具有独特的优越性，占有举足轻重的地位。就目前而言，可以开发和利用的农用新能源有很多种，比如风力、水力、太阳能等，它们都是现代农业机械中重要的能源，既绿色又节能，同时还可以减少对周围环境的影响。例如，利用新能源智能技术，可以为花卉、有机蔬菜、牲畜等供给热量和动力。比如，在现代化农业机械设备上加装智能日光灯，可以起到诱捕害虫、控制病虫害、降低农药残留量以及减少病虫危害其他农副产品的作用[6]。此外，还可以将某些十分尖端的新能源技术应用到现代农机设备中，从而为农业生产的精细操作打下了坚实的基础。

3.2 自动化智能技术

在农业机械设备上安装计算机自动控制系统，使之能够真正地进行机械化操作，实现自动化管理，这些是现代农业机械自动化的生产要素[7]。当前，在现代农业机械中运用自动化智能控制技术，是一种十分普遍的现象，其中最常见的就是安装控制系统和电子监控装备。在现代农业机械设备的驾驶舱中也可以设置相应的智能显示屏，实现对农业作业的实时监测。此外，还可以设置监测农作物生长状况的检测设备，确保其能够在合适的环境下正常生长[8]。同时，运用电子仪器，全面监控农业机械工作的全过程，并及时解决各种问题，可确保调整控制的时间，为以后的管理工作提供重要依据。最后，相关工作人员要对监测到的信息进行分析与回馈，从而调控与调节农业自动化操作，使农业生产不再依赖于大自然环境，让农业生产变得更具有可控性。

3.3 CAD技术

在三维设计体系中，应用软件设计可以优化农业机械具体的结构，并进行理论上的设计。将智能化CAD技术应用农业机械设备，主要是采用了模块式变形设计，确定组件的定位和组装的过程，并对此进行预先设计，从而可以清楚地了解农业机械设备的实际使用情况[9]。因为早期计算机的配置性能较差，使用成本较低，因此，在传统的农业机械设备设计中，存在许多缺陷。然而智能CAD技术可以进行参数性3D结构设计，易于修改，易于理解，满足了农业机械装备的工程设计要求。在农业机械装备设计过程中，通过CAD技术进行智能化设计，可以使产品的设计思想更直观地呈现在用户面前，使产品的精度和品质都得到极大地提升。以农业机械设备中的底盘为例，可以采用 CAD技术进行三维仿真和结构的设计。可依据工件的定位，设定坐标系统，并按坐标进行组装。通过CAD技术，改进了农业机械设备的总体稳定性和操作性，并且在精细的参数下进行设计可以得到更为精确的结果。

4 人工智能技术在现代农业机械中的应用

4.1 农业机械设备制造

早期的农业机械装备主要依靠人工来制造，工艺简陋，技术含量低。而应用计算机人工智能技术，可以根据不同的程序，通过多种软件，精确地反映人们对农业机械设备与机器的需求，并在电脑上模拟、修正机器的尺寸和功能[9]。这不仅可以定量化，而且还可以使用编程技术实现对产品的设计需求，从而达到精确生产水平，进一步推动现代农业机械的发展。

4.2 农业机械设备维修

随着农业机械设备技术水平的不断提高，农业机械设备的功能性越来越强，同时，出现问题的概率也越来越高。相关工作人员必须对常规维修技术进行改造，利用计算机智能技术准确地判断问题，并通过更换零件来解决问题。例如，车载解码器、激光平整机的产生和接收装置、GPS在农田中平行线度的自动控制等，都是利用计算机人工智能技术来实现的。

4.3 农业机械设备功能实现

随着农业机械化和现代化的不断发展，农业机械设备的功能也从单纯的农业作业向精密的农业作业方向转变[10]。例如，自动控制联合收获机的脱粒深度、播种机播种数量、苹果采摘机对苹果成熟度的判定、苹果在摇晃时采摘手的动态定位等，这些功能都需要计算机人工智能技术对相关位置与参数进行精确计算，再发出行动指令才能实现。

4.4 农业机械设备作业质量监控

传统的作业质量监测方法是对农业机械设备运行后的手工取样进行检验和加工。例如，监测播种密度、漏播程度、脱粒强度、清选结果等，都是事后取样检验，从而评价农业机械设备的工作品质，却不能对农业机械设备运行状况进行即时监测和处理。而计算机人工智能技术可以监控农业机械设备运行过程中的实时状况，并可以通过自动化调控或人为干预来实现对农业机械设备运行状态的实时监控与调节，快速检测与处置农业机械设备故障，提高农业机械设备作业质量监控水平。

4.5 农业机械信息管理

农业机械信息的采集、处理、分析和交换是农业机械信息管理工作的主要内容，同时还涉及农业企业的信息收集、存储、监控、分析和反馈等方面的内容。为此，开发具有深度、覆盖面广、功能强大的农业机械计算机管理体系，受到了农业机械相关部门和有关单位的高度关注。通过引入计算机人工智能技术，可以为农业机械化和农业现代化的发展提供新的机会和新的挑战。

5 结语

综上所述，计算机人工智能技术在现代农业机械中发挥着十分重要的作用。要想促进人工智能技术的发展，政府就必须加强科技投入，从资金、技术、人才、政策等各个方面给予大力的支持，不断提高技术人才的技术水平和素质水平，还要主动改变农业生产人员对人工智能技术的思想观念，逐步接受新技术、新观念，加强信息化技术在农业机械方面的应用，大力推广现有的技术成果。只有这样才能真正从根本上发展人工智能和计算机技术，增加经济效益和社会效益，增强我国的计算机人工智能农业机械技术，把我国的现代农业推向一个新的高度。