截至2019年底，我國成為世界第一農機生產大國和使用大國，農業生產方式實現了從主要依靠人力畜力到主要依靠機械動力的歷史轉變。
尤其是今年以來智能化農業裝備的應用，對于提高生產效率，減少人員聚集、有效防控新冠肺炎疫情發揮了重要作用，也為農業裝備轉型升級提供了廣闊前景。
與此同時，我國智能農業裝備發展總體上還處于初級階段，尚有諸多難題待攻克。不久前，在江蘇省鎮江市召開的2020耒耜國際論壇上，與會者圍繞“智能農業裝備發展趨勢”展開線上線下的研討。
基礎問題尚待解決
雖為世界第一農機生產大國和使用大國，但我國與世界的差距究竟在哪里？
中國工程院院士陳學庚指出，與發達國家相比，我國農業機械化發展的研發能力、制造水平、產品質量、生產效率等方面仍有較大差距；仍存在核心技術缺乏、產品結構不合理、制造技術能力低、農藝農機融合與全程機械化配置性差等問題。
他指出，農業裝備使用可靠性和耐用度不足是我國農業機械存在的薄弱環節，也是我國農業裝備在國際上話語權不強的主要因素。“特別是基礎性關鍵零部件效能提升和可靠性技術等問題。在推進農業裝備信息化、智能化過程中，首要的是解決這些基礎問題。”
不得不說，在全球制造業的四級梯隊中，目前中國仍處于第三梯隊，這種格局在短時間內難有根本性改變。
近年來，復合式、高性能和智能化的現代農機裝備成為農業裝備發展的新亮點。農業無人機、無人駕駛拖拉機、智能收獲機、智能除草機、擠奶機器人、農業自動化與控制系統等產業化發展方興未艾。
據調查顯示，全世界目前重點發展的農機裝備有三大類——自動駕駛拖拉機、農業機器人、無人機。“現在我國農機裝備發展的重點仍是，提高農業裝備的智能化程度和生產性、穩定性。”中國工程院院士趙春江說，這三種智能化農機裝備國際上都給出了預估值，也為未來我國發展農機裝備智能化提供了參考。
農機裝備亟待“交互”
現代信息技術與農業的深度融合發展，引發了農業的第三次革命——“農業數字革命”。
趙春江表示，農業數字革命的表現形態是智慧農業。智慧農業是生物技術、信息技術、智能裝備三大生產力要素的統一，是農業信息化發展的高級階段。
他介紹了四種智能農業的類型——土地精耕細作、設施的智慧農業、農產品智能加工、智能的信息服務。“智能農機裝備和傳統農機裝備最大的區別在于交互性。”
如何提高農機裝備的智能化？歐洲機械制造商協會2017會議中強調了物聯網、大數據、人工智能對農機裝備智能提升的作用，特別是人工智能中的神經網絡、算法及其學習等，對提高農機裝備的智能起著重要作用。
趙春江表示，機器智能的核心是計算，但光有算法不行，還要有數據，數據依靠物聯網，包括通信、傳感器。“未來要提升農機裝備智能化的程度，要圍繞著物聯網、大數據、人工智能三方面開展工作。”
中國工程院院士汪懋華表示，人工智能發展尚處初級階段，要對人工智能熱潮做冷思考，避免把人工智能這一名詞當形容詞，隨意貼標簽。
在他看來，推進人工智能農業領域產業應用研究，要有高質量的大數據基礎、模擬人腦智慧的先進算法、強大的深度學習能力與高水準計算芯片平臺支撐。
頂層設計優先“智能”
當然，人工智能帶來的機遇不容小覷。汪懋華指出，“在頂層設計方面應優先制定人工智能在農業裝備智能制造和農業生產、經營、管理決策相關的應用創新研究規劃。”
根據凱斯紐荷蘭工業集團的分級，農機裝備的智能分級有5級，分別是輔助導航全部人操控、人機協同與優化全部人操控、系統對環境監測下人輔助自動操控、在田間監督下無人自動操控、遠程監督下（田間無監控）無人全自動操控。
趙春江指出，利用新一代人工智能技術提高機器智能，包括大數據智能、跨媒體智能、群體智能、人機混合增強智能、自主無人系統等。
他重點提及跨媒體智能、人機混合增強智能。“未來跨媒體智能在農業領域用得比較多。特別是5G技術產生以后，視頻數據激增，對于圖像、語音數據怎樣進行綜合的分析、挖掘、推理、利用非常重要。”
一臺機器完全依靠科學技術把智能提高到很高程度，成本、代價很高，農業上用不起。“未來除非在特別復雜條件下，由機器獨立完成，很多環境下人機是交互的。人和機器智能系統耦合在一起，形成更強的智能，協同完成復雜管理的任務，使得技術、產品在實際生產中得到應用。”趙春江說。
作者：溫才妃 來源：中國科學報
