中科原动力：机器人助力农业生产智能化_刘政鑫.pdf

2023 年第 1 期 71中科原动力：机器人助力农业生产智能化随着我国城镇化水平的不断越高，农村人口比例逐渐下降，劳动力呈现老龄化态势，如何提升农业生产效率成为重要议题。近年来，农业机器人的研发应用，为破解农业生产难题提供了重要方案。农业机器人以农产品为操作对象，是具备信息感知、灵活操控、可重复编程能力的柔性自动化或半自动化设备，可以有效化解劳动力不足问题，提高生产效率和作业质量。中科原动力：机器人助力农业生产智能化农业是国民经济的基础，而现代化农用装备则是农业生产中的重要支撑。近年来，随着农业生产和相关高新技术的发展，以及农业生产规模化、集约化的加速，农业机器人已成为提高生产效率、降低生产成本的关键农业生产装备。文/刘政鑫DOI:10.19609/10-1324/tp.2023.01.010自主化设备解决难点痛点中科原动力成立于 2018 年，是一家全栈式农田作业机器人产品服务提供商，致力于提高农田作业效率、解决农业劳动力短缺问题。核心团队以李德毅院士为首，核心团队深耕人工智能、自动驾驶、智慧农业领域，形成完整的自动驾驶与机器人技术体系，面向农田耕作全流程的自研产无人化作业技术，以及海量的农业数据积累。研发多款具备自主化技术的先进农业机器人产品，包括农机无人作业系统、智牛系列智能农机、智农系列农业机器人（农田巡检打药机器人、果园打药机器人、采摘机器人）等。在核心技术自主化的过程中，中科原动力依托于核心团队的行业经验与技术优势，形成了以自主技术为核心的智慧农业大数据平台，同时以北斗技术为基础，自研集成北斗 RTK 差分定位系统，融合定位单元基于北斗，可支持室内外无缝厘米级定位。在农机精准定位的自主技术研发中，自主技术突破，研发了视觉里程计与 GNSS融合定位算法，在农业生产环境中，很难克服因环境所产生的影响因素，而传统GNSS 定位在农业耕作的复杂环境中，很难保证其信号稳定，茂密的树木植被遮挡很大程度上造成了 GNSS 信号缺失，而中科原动力所自研的视觉里程计与 GNSS 融合定位算法，解决了因 GNSS 信号缺失而导致无法工作的难题。同时，配合 4G/5G 通信技术，实现2.5cm的高精度厘米级定位。作为全球首个将 L4 级智能农机实现大规模集群商业化应用的品牌，中科原动力以其核心优势解决了在农业生产中的难点刘政鑫 本刊编辑72 机器人产业|ROBOT INDUSTRYCASE StUDY案例分析 2023 年第 1 期 73中科原动力：机器人助力农业生产智能化及痛点。得益于核心团队长期深耕于人工智能、自动驾驶、智慧农业行业，其产品在应用过程中，不仅实现了农机作业较之人工作业的低成本高效能，同时还能够解决人工作业中的安全问题及低准度问题。精细化算法实现全时精准通过配置多传感器，包括激光雷达、摄像头等，可以实现农机 360 度全覆盖无盲区获取环境数据。通过农机配置的传感器，获取稳定、精准、可靠的实时数据，输入到智能算法进行优化后，从而实现农机在复杂动态环境中进行稳定的运行。其智能决策、控制算法，基于丰富的场景进行综合预测与决策规划，自动生成全地形最优作业轨迹，并实现农机运行的轨迹跟踪、自动调头，以及运行过程中的安全避障，保障了农机运行过程中的效率与安全。精准可靠的农田环境感知算法实现农机全昼夜无人耕、种、管、收作业。在农业生产过程中，会出现多农机联合运作的情况，这种情况下，如何实现多机协同就显得尤为重要。中科原动力基于无线通信、传感探测等技术进行多农机间的信息获取，通过信息交互、共享，实现多机智能协同与配合，优化系统资源分配的同时，提升了作业效率。产业化布局致力研发生产以智能制造为核心，实现智造赋能农业生产是中科原动力的核心业务。在农业生产中，通过对机器人进行作业模块搭载，实现了农机多用途、农机智能化。农业机器人的广泛使用，将会极大地改变传统农业的劳作模式，降低对大量劳动力的依赖，为农业实现从传统向现代转变贡献力量。通过在全国进行产业化布局，包括技术研发、产品生产，以及销售售后等环节的基地、研究院等，将智能化农业设备覆盖全国的农业生产，使传统的生产劳作模式得到改观。通过无人标准化作业的普及，全面提升农田作业的安全性、效率、精准度和经济效益。目前，农业机器人的核心技术、产品已经取得了规模化的应用，并且机器人在生产过程中，可以取代人工进行一定的农业劳作。在“十四五”机器人产业发展规划中的“机器人创新产品发展行动”，提到了研制果园除草、精准植保、果蔬剪枝、采摘收获、分选，以及用于畜禽养殖的喂料、巡检、清淤泥、清网衣附着物、消毒处理等农业机器人。正如中科原动力创始人韩威所说，“无人驾驶农机必将成为未来智慧农业生产的主力军”。农业设备在无人化升级后，相信在不久的将来会成为农业生产中的主要工作力量，而对于技术成熟，并且具备丰富实测经验的机器人企业，他们的春天即将到来。在线阅读（节选）