人工智能技术在农业机械中的应用分析
作者: 刘伟 吴桂芝 张宁洁我国是农业大国,农业是国家的基础性产业,也是影响人民群众生活质量的重要产业。新形势下,我们应立足于自身的实际情况,加强农业生产技术的革新,推广人工智能技术在农业领域的运用,助力农业向智能化、自动化的方向发展。大量实践证明,人工智能技术在农业机械中的应用可以显著降低农业生产所需要的各项成本,在提升农业企业经济效益的同时,实现农业标准化、科学化生产的目标。因此,将人工智能技术与农业机械相结合,打造智能化程度高的农业机械设备,为农业的可持续发展奠定基础,是农业现代化的具体体现。同时,农业管理部门可发挥自身的引导与建设作用,号召尽可能多的农技人员在实践中运用人工智能技术,发挥人工智能技术在农业生产中的优势,提高农业生产的整体质量和效率。
农技人员将人工智能技术与农业机械相结合,可以有效降低农业生产的人力成本以及各项费用,为农业生产提供便利。农业机械与人工智能技术的结合可以改变传统的耕作模式,将耕种、病虫害防治、收割等作业以自动化的形式完成,减少农业生产对人工操作的依赖。同时,人工智能技术还可以帮助农业企业收集、分析当地的自然地理环境,精确判断当地适合耕种的农作物,便于农技人员进行灵活调整。因此,应加强人工智能技术在农业机械中的应用。
一、人工智能技术在农业机械中的应用价值
(一)有利于提高农业机械的运作质量和效率
在农业生产活动中,农业机械占据着举足轻重的地位。特别是在农业快速发展的背景下,农业机械已经渗透在农业生产的全过程,对其进行合理运用可以显著改善农业生产效果,在提高产量的同时,改善农作物的整体生长质量。然而在实践中可以发现,传统的农业机械在应用期间存在诸多弊端,其应用效果会受操作者工作能力的影响。因此,有必要引入人工智能技术。人工智能技术与农业机械的结合可以有效优化农业机械的整体性能,促使农业机械在运作期间遵循特定的规则及工作方法,在一定程度上实现自动化的效果,避免其工作效果受制于工作人员能力的影响,为农技人员带来更好的农业生产体验,大幅提高农业生产活动的效率与质量。
(二)有利于提高农业机械的信息化建设水平
现代科学技术的发展影响了人们的生活与工作方式。在农业领域,农业机械信息化建设是主流发展方向,也是进一步提升农业经济建设目标的重要任务。农业企业将人工智能技术与农业机械相结合,可以有效推进农业机械信息化建设的整体进程。特别是在我国农村普遍存在劳动力匮乏、土地资源减少等问题的背景下,人工智能技术在农业机械中的应用可以有效应对上述问题。因此,相关部门应加强对人工智能技术的关注与研究,不断拓展人工智能技术在农业机械中的应用路径,让人工智能技术在农业领域发挥更大的作用。
(三)有利于推动农村经济的快速发展
经济是国家、民族的立足之本。农村作为我国基本的建设单元,有必要在助力国家经济发展方面发挥积极作用。人工智能技术在农业机械中的应用为农村经济发展注入了生机与活力。通过应用人工智能技术,农技人员的工作会得到更多技术保障,有效攻克农技人员思维僵化、缺乏创新、操作不佳等难题,进而提高农业生产的整体水平。相较于传统的农业机械,融入人工智能技术的农业机械可以节约大量的人力资源与物力资源,降低农业生产活动的经济成本。在农作物产量不断提升、农业生产活动成本不断减少的条件下,农业将会迎来快速的经济发展,在国家经济发展中做出重大贡献。
二、人工智能技术在农业机械中的应用
人工智能技术是我国科研人员在经过无数日夜的努力后所研发的新技术,其在农业生产活动中起到不可或缺的作用。农技人员在实践中融合人工智能技术与农业机械设计制造,可以有效解决传统农业机械存在的诸多问题,大幅改善农业机械的运作质量与效率,为农业生产做出贡献。在对相关文献资料进行阅读后,可以发现人工智能技术在农业机械中的应用还具有较大提升空间。以下对人工智能技术在农业机械中的应用开展分析。
(一)自动控制技术在农业机械中的应用
自动控制是人工智能技术在农业机械中的常见应用形式。自动控制技术指的是技术人员综合性地利用物联网技术、智能农业机械设备,进而实现农业机械设备自动化运行的技术。通过自动控制技术,农业机械设备的运作无需人工参与,只需要农技人员在初期设置好相关的工作参数,农业机械设备便会自动执行相关指令,助力农技人员完成农业生产任务。自动控制技术常被应用于自动驾驶、自动播种、自动环境控制等场合。农技人员应遵循从实际出发的原则,在相应的场景下采取自动控制技术,旨在攻破传统农业机械难以突破的时间、地点、操作要求等限制。例如,传统的农业耕种机械需要操作人员驾驶,凭借专业能力和从业经验操作播种设备。这种工作方式虽然可以有效提高农业生产效率,但对操作者的要求较高。一旦操作者的能力不足以驾驭农业耕种机械,便会使农业生产活动难以得到开展。在科学技术不断发展的背景下,人工智能技术在农业机械中的应用有效解决了这个问题。技术人员将自动驾驶和自动播种技术融入大型农业耕种机械,可以让大型农业耕种机械依照农技人员设定的播种距离和数量进行操作,实现自动化驾驶、播种。除了自动驾驶、自动播种技术,自动控制技术还包括自动环境控制技术。自动环境控制技术指的是技术人员以科学、合理的方式连接浇灌设备、光照设备与人工智能传感器。人工智能传感器可以将周边的光照信息、浇灌信息传输至计算机系统中,再由主程序依照农技人员设定的各项标准值,控制浇灌设备、光照设备的运作,进而实现对农作物生长环境的直接控制。在自动环境控制技术的支持下,农技人员无须再过多关注农作物的生长条件。总而言之,自动控制技术在农业机械中的应用不仅减轻了农技人员的劳动强度,还降低了农业机械设备的使用门槛,有利于让更多人加入农业机械设备的使用。
(二)虚拟现实技术在农业机械中的应用
虚拟现实技术是一种能够创建、体验虚拟世界的计算机仿真技术,其主要指的是技术人员借助计算机技术生成三维动态交互视景的技术。在农业生产活动中,技术人员运用虚拟现实技术具有重大意义。通过虚拟现实技术,农业机械设计的水平会更上一层楼,有利于优化农业机械的性能,满足人们在不同场景下的需要。例如,农业机械设计人员在设计结构复杂、困难的大型农业机械时,可以通过虚拟现实技术实现建模活动,将大型农业机械的外观、结构以及性能以直观的方式呈现在计算机屏幕中,达成对产品设计、性能试验以及特性的评估。虚拟现实技术可以帮助设计人员明确现有设计图纸中的不足,在人、机械实时交互的基础上为设计人员提供改进建议。结合我国农业机械设计现状来看,虚拟现实技术当前还未在农业机械设计中得到广泛应用。在对虚拟现实技术应用于农业机械的可行性进行分析时,相关工作人员往往将研究的重点聚焦于虚拟装配、虚拟试验等方面。例如,某农业大学在进行研究时,尝试将虚拟现实技术应用于农业机械方面的虚拟试验,并取得了一定的成果。通过运用Vega Prime打造虚拟试验场景,工作人员有效完成了农用拖拉机加速、转向及制动等方面的仿真试验,促使农业机械的设计水平更上一层楼。
(三)导航技术在农业机械中的应用
导航技术是人工智能技术的主要表现形式,其主要被应用于交通领域,为人们的交通出行提供了很多便利。除交通领域之外,导航技术还可以在农业领域发挥较大的作用。技术人员将导航技术与农业机械相结合,可以有效提高农业机械的操作简便性,且无须花费太多的费用,即可很好地达成现代农业机械的使用价值。农技人员运用导航技术可以有效提高现代农业机械实践作业的精确度,解决传统工作模式下精确度不足的问题,因而受到农业企业的青睐。导航技术在农业机械中的应用主要表现为自动化导向系统。自动化导向系统在农业机械中的应用可以大幅提高农业机械的智能化程度,助力农技人员实现自动化农业生产作业。此外,农业企业可以尝试将导航技术、互联网技术相结合,借助互联网中的大量数据信息和专业知识辅助分析当地的农作物生长环境、生长质量以及最终产量等,为农技人员的农业活动提供信息支持。例如,农技人员可以将自动化导航系统应用于无人拖拉机的开发,实现拖拉机的无人驾驶。在农作物的喷药、播种、灌溉等环节,农技人员可以在导航技术系统的基础上设置好专用的无人机,对无人机的各项关键技术参数进行调整,使得其按照预定的路线、高度飞行。同时,还需要重点调整农药的喷洒量,避免农药喷洒过度所带来的环境污染以及资源浪费,最大限度地保障农作物的健康成长。
(四)CAD(计算机辅助诊断)技术在农业机械中的应用
CAD技术可以在农业机械设计中得到广泛应用。通过CAD技术,农业机械设计人员可以更好地优化农业机械的结构,兼顾理论与实践需求,实现对农业机械结构的优化设计。CAD技术被应用于农业机械设计工作时,设计人员主要采取模块化变形设计的工作模式,这样不仅可以高效确定组件的定位及组装过程,还可以更好地开展预先设计工作,以此保障农业机械的全面设计。同时,CAD技术具有高度智能化的特点,可以为农业机械设计人员提供便利,促使设计人员更好地实行参数性3D结构设计,便于农业机械结构的后期调整。在CAD技术的支持下,农业机械设计工作会在整体上显得更加直观、清晰,有利于农业机械设计人员开展高质量、高效率的设计工作。例如,农业机械设计人员在实行农业机械底盘设计时,便可以通过CAD技术开展对底盘的三维仿真以及结构设计,再结合工件定位,科学设置坐标系统,依照坐标系统进行各个组件的组装。在整个设计流程中,农业机械设计人员可以清晰、直观地看到机械的设计情况、各部件的尺寸及功能,进而明确最终的设计效果。总之,在CAD技术的支持下,农业机械设计工作会更好地开展,有利于保障农业机械设计的精确性、科学性。
(五)计算机视觉技术在农业机械中的应用
计算机视觉技术也可以在农业机械中得到应用。计算机视觉技术在农业机械中的应用主要表现为技术人员通过摄像机、微机等设备模拟人类的主观视角,按照一定的方法实时追踪、监测、测量和精确化识别农业作业目标,以此帮助农技人员完成农业生产任务的技术。农技人员精确把控计算机视觉技术的应用要点,可以形成对现代农业机械设备的有效指导,促使农业机械规避各种各样的障碍物,确定农业机械设备的科学运行路线。同时,农技人员还可以通过计算机视觉技术收集复杂的地形环境信息以及农作物生长信息,明确农作物的分布情况与长势。若想进一步发挥计算机视觉技术的应用价值,农技人员可以通过计算机视觉技术实现农作物的品质分级与鉴定,并将现代农业机械作为农产品无损检测的载体。在计算机视觉技术的帮助下,农技人员无须亲自接触农产品,便可以得知农产品的相关信息,为后续的农产品质量评估与等级划分提供具体的数据支撑。随着科学技术的不断发展,计算机视觉技术已经在农业机械中得到了广泛应用,并在智能化农作物保护、施肥灌溉、田间管理等领域发挥着不可或缺的作用。因此,农技人员应加强对计算机视觉技术的研究与关注。
(六)新能源技术在农业机械中的应用
随着环境污染的加剧,人们逐步意识到新能源技术的重要性,并加强对相关技术的研发。目前,新能源技术已经在农业领域得到广泛运用。农业机械中常见的新能源技术类型为太阳能技术。太阳能技术在农业机械中的应用形式主要表现为太阳能农机、太阳能频振式杀虫灯及太阳能灌溉系统。太阳能农机是一种集光伏发电系统、农机技术为一体的新型农机,其可以在提供电能的同时,将多余电能储存、转化为其他农机设备所需要的电力,解决农业生产地存在的用电难、耗电多等问题。同时,太阳能农机还可以解决温度高、湿度高所带来的温室种植难题。这主要是因为太阳能农机不需要外接电源,且能量供应更加稳定。除此之外,农技人员还可以通过太阳能频振式杀虫灯实现对病虫害的防治,规避农业生产风险,保障农作物的存活率及健康生长。在浇水灌溉方面,农技人员可以考虑采用太阳能灌溉系统,其可以实现水肥一体化的智能灌溉。总之,农技人员将太阳能技术应用于病虫害防治、浇水灌溉以及种植养殖等领域,不仅可以有效减少农业生产活动带来的环境污染,还可以在原有基础上进一步提高农业生产活动的经济效益。
三、结语
当前,我国农业正朝着智能化、自动化的方向发展。农业企业及相关从业人员应秉持与时俱进的理念,坚持在农业生产活动中采用先进的技术手段与工作方法。人工智能技术作为一种智能化程度高的技术,可以在农业机械中得到广泛应用,为农业生产活动提供便利与支持。综观我国农业生产现状,发现自动控制技术、虚拟现实技术、导航技术、CAD技术、计算机视觉技术、新能源技术可以在农业机械中发挥积极的作用,大幅提高农业机械的智能化水平。因此,相关工作人员应加强对人工智能技术的研究,将人工智能技术应用于现代农业机械中,确保农业的现代化发展。同时,农技人员应积极关注技术发展动态,将最先进的人工智能技术应用于农业机械中,为农业生产活动提供支持。
作者简介:刘伟(1981—),男,贵州贵阳人,本科,高级工程师,主要从事农业机械研究。
通信作者:吴桂芝(1980—),女,贵州毕节人,硕士,工程师。