中國網/中國成長門戶網訊 丘陵山地在我國農業生孩子中具有不成替換的感化。我國約有7億畝丘陵山區農田，占全國耕地總面積的1/3擺佈，是糧油糖和特點農產物的主要生孩子基地，觸及農業生齒近3億人。丘陵山區茶園面積占全國的93.39%、果園面積占全國的62.28%、馬鈴薯收穫面積占全國的78.58%、甘蔗收穫面積占全國的62.78%、油菜籽收穫面積占全國的57.53%、蔬菜收穫面積占全國的37.29%。但是，丘陵山區的農業機械化程度顯明滯后于平原地域。丘陵山區省份的農作物耕種收綜合機械化率僅為53.5%，比全國均勻程度低約20個百分點。丘陵地域地形復雜、地塊疏散且多為坡地，這給農業機械化帶來了宏大挑釁。丘陵地域農田功課場景多樣，重要包含梯田、果園、茶園和陡坡地步等（圖1）。與平原地域比擬，丘陵地域不只需求順應小地塊功課的農機設備，還需求應對多樣化的農作物蒔植和復雜的農藝流程。
我國丘陵地域地形復雜，此中2/3為坡地，這對農機的爬坡、越障及操控機能提出了較高請求。丘陵地域的農作物蒔植多樣性和田間治理復雜性，使得慣例年夜田農業機械難以順應。而現有的丘陵農機年夜多由平原農機改革而來，絕對于丘陵農機，國際內在平原農機主動化、智能化範疇曾經獲得了明顯的技巧停頓。歐美國度的農業機械公司，經由過程年夜數據、物聯網和主動化技巧，開闢了具有主動駕駛、數據監測、作物安康診斷等效能的智能農機。例如，美國John Deere公司發布的8R拖沓機具有無人主動駕駛才能，裝備傳感器、視覺體系和超快圖形處置器（GPU），可完成主動功課和轉彎，明顯晉陞了功課效力。國際農機企業也經由過程引進傳感器、衛星定位、無人駕駛等技巧，晉陞了農機的功課效力和精度。例如，西方紅無人駕駛拖沓機可主動完成玉米收穫、水田耕整地和中草藥蒔植功課，還能集群功課，輔助農人束縛雙手。此外，多效能一體化農機逐步普及，如中國一拖團體發布的多效能拖沓機，可經由過程調換附加裝備完成收穫、施肥、收割等分歧功課。但是，盡管平原農機在技巧上獲得了衝破，但其重要面向年夜範圍、集約化生孩子，主動化水平高但體型較年夜、重心較高，難以順應丘陵地域復雜多樣的地形。丘陵地域包含山地、丘陵、溝壑等，請求農機具有更強的順應性和機動性，年夜型拖沓機在丘陵坡面功課時尺寸年夜、轉彎半徑受限、可操縱性差、穩固性缺乏、翻傾風險高，丘陵農機的智能化與機械化研發火燒眉毛。
我國對丘陵山區農機設備研發賜與了高度器重。2023年，出臺相干政策支撐研發丘陵山區實用的小型機械和園藝機械。2024年，提出強化食糧生孩子設備支持，要推動丘陵山區農機設備研發利用；將栽培、種類、植保、農機等範疇專家一同歸入國度古代農業財產技巧系統和農業鄉村部農作物生孩子全部旅程機械化專家領導組，推進多學科協同攻關、協作推行，增進進步前輩實用設備和技巧落地；實行農機設備補短板舉動，加速丘陵山區實用小型機械等農機設備和要害焦點零部件研發利用。這些舉動為丘陵農機的成長供給了無力保證，推進新一代信息技巧與農業全財產鏈的深度融會與利用，加速推動農業財產數字化轉型，支持保證國度食糧平安。
丘陵山區農機設備的研發與推行是農業古代化過程和農人福祉的要害。跟著技巧的疾速成長，機械人在丘陵農業中的利用展示出明顯上風，特殊是在下降人工勞力投進和進步生孩子效能方面。在國度政策的支撐下，加快丘陵山區農機設備的立異研發與普遍利用，將為丘陵山區農業成長注進微弱動力，為村落復興計謀的實行供給堅實支持，推進我國農業邁向高東西的品質成長的新征程。
丘陵山區農業機械化面對的挑釁
丘陵山區農業生孩子浮現出奇特的地區特征，這些特征給農機的通行和功課帶來了諸多艱苦。針對這些艱苦，今朝我國丘陵山區的農業機械化重要面對以下5個方面的挑釁。
地形復雜。丘陵山區地形升沉多變，坡度廣泛較年夜，耕地浮現出“狹、小、散、陡”的特色，不合適停止高本錢的機械改革，限制了年夜型農機的應用，需求研發合適小地塊功課的小型農機。
公用農機匱乏。在我國，針對丘陵地形的農機順應性缺乏，且公用農機較為匱乏。現有丘陵農機產物多基于平原農機產物改革而成，在功課經過歷程中受周遭的狀況前提制約、功課效力差，機械化上風無法充足施展，缺少簡便、簡略單純功課的公用農機。
技巧機能待晉陞。與進步前輩國度比擬，我國的丘陵農機研發與利用起步較晚、產物的綜合機能不高，特殊是針對丘陵山地的輕量、高效、高穩固性的機械絕對匱乏，動員機高功率低排放design制造技巧、刀具抗損降耗優化design技巧、車架輕量化design技巧等要害技巧仍有待進一個步驟霸佔。
農業生孩子特征制約。在丘陵山區，蒔植構造浮現出復雜態勢，農作物種類豐盛多樣，農藝流程複雜瑣碎，這使得對農業機械化技巧設備的需求也趨于多樣化。東北地域凡是采用食糧作物與經濟作物間作蒔植形式。作為馬鈴薯主產區，東北地域占全國馬鈴薯蒔植面積的40.6%，但今朝東北丘陵地域馬鈴薯綜合機械化率缺乏30%，機播、機收率還在個位數。
農機與農藝不和諧。丘陵地域的農藝請求與傳統農機功課不婚配，尤其是在爬坡、越障、功課智能化等方面，農機與農藝之間缺少有用協同，影響了農機的推行和利用。
丘陵山區農業機械化立異處理戰略
近年來，人工智能（AI）與具身智能技巧等智能化技巧的不竭提高，為丘陵地域農業機械化供給了立異性的處理思緒。特殊是機械人技巧，其在復雜地形順應性、精準功課才能和多樣化義務履行方面的奇特上風，使其成為丘陵農業古代化的要害推進力。這些新興技巧的引進，可以或許在以下5個方面增進丘陵農機的智能化、主動化與高效化，下降人工投進，削減生孩子本錢，推進農業生孩子形式的最基礎變更。
進步丘陵農機復雜地形功課才能。在坡度較年夜的區域，AI技巧經由過程深度進修和盤算機視覺技巧，可以或許及時剖析地形、作物信息包養網以及妨礙物，主動計劃出順應性強的功課途徑，靜態調理農機的行駛速率和功課深度，確保機械功課的安穩停止，從而處理丘陵地域高坡地功課的困難，明顯進步農機在復雜地形下的功課才能。為進一個步驟進步農機在丘陵地域的地形順應性，可以采用輪足式design。輪足式機械人聯合了輪式和足式的特色，可以或許在不服坦的空中上堅持穩固，輕松超出小妨礙物。這種design可以在堅持較高變動位置速率的同時，供給相似足式機械人的靈活越障機能。
進步小地塊功課效力。丘陵地域地塊小且疏散，傳統年夜型農機難以進進，而現有小型農機靈能化缺乏、人力需求高。具身智能技巧經由過程晉陞農機的機動性和準確把持才能，完成狹小地塊內的準確途徑計劃和功課把持。農機可在小地塊間不受拘束變動位置，應用妨礙物檢測和空間感知才能防止碰撞和掉誤，從而進步功課效力，削減動力和時光揮霍。
增進農機與農藝的融會。AI技巧經由過程深度進修分歧作物的農藝請求，完成功課形式與農藝需求的精準婚配。依據作物發展階段、天氣變更和地盤狀態，靜態調劑功課參數，確保功課與農藝請求高度契合。這種融會不只優化了功課經過歷程，還晉陞了丘陵地域農業的全體效力。
晉陞農機對丘陵地域特別周遭的狀況變更的順應才能。具身智能技巧經由過程集成多種傳感器（如激光雷達、紅別傳感器、溫濕度傳感器等），可以及時感知周遭的狀況的變更并停止靜態調劑。例如，當泥土濕度較高時，體系會調劑耕耘深度，以防止泥土過度壓實。這種及時感知和智能順應才能明顯進步了農機在丘陵特別周遭的狀況下的穩固性和順應性。
完成空位協同與資本優化。丘陵地域地步零碎，單臺農機功課效力低且易揮霍資本。經由過程無人機與空中農機的協同功課，完成對丘陵農田的高效治理和精準功課。無人機可以疾速獲取農田的地形、作物發展狀態等信息，并將數據及時傳輸給空中農機，使其可以或許依據地形和作物需求停止精準功課。這種協同形式不只進步了功課效力，還削減了因地形復雜招致的功課風險，為丘陵地域的農業古代化供給了新的處理計劃。
現有丘陵農機重要停頓
國外丘陵農機近況與停頓
國內在丘陵農業機械的研發方面，尤其是在高坡度、高濕度等復雜周遭的狀況下的機械利用上，已獲得明顯停頓。美國、德國、japan(日本)和意年夜利等農業技巧搶先國度的相干企業，包養網發布了合適丘陵地域的高機能農業機械，這些機械廣泛具有較高的智能化程度和全地形順應才能。其收獲機械人和義務通用型拖沓機等功課農機都針對丘陵地形裝備了專門的調平體系并design了特別的底盤構造。例如，美國AGCO Corporation公司的M410 LC-Hillside結合收割機（圖2a）裝備了橫向調平體系，其橫向找平率高達20%，并可在歐洲山坡上很好地功課；John Deere 5075GL Specialty拖沓機（圖2b）采用了低矮design，高度和寬度約1.22 m，最小離地間隙約227 mm，其動力微弱，可順應狹小空間和斜坡功課；CNH Steyr plus系列拖沓機（圖2c）最高可達120馬力，裝備合適丘陵功課的新型前軸裝置前搭鈕和S-Tech主動導航，可主動轉向。德國Fendt公司的5275 C SL結合收割機（圖2d）專為極端斜坡design，其液壓調平體系支撐38%程度抵償，在垂直上坡時抵償高達35%，在垂直下坡時達8%；與此同時，該公司還發布了專門為復雜周遭的狀況（如山區）design的Fendt 200 Vario拖沓機（圖2e），確保平安高效功課。japan(日本)久保田4LZ-5D8(G4)(CX108Q)全喂進履帶式收割機（圖2f）具有最小300 mm離地間隙，最高行駛速率達2.7 m/s；其design合適丘陵山區的田間功課，田間變動位置便捷，可以或許順應鉅細田塊的收割需求，并在不規定田塊中機動功課。意年夜利Antonio Carraro公司的MACH 4R全履帶拖沓機（圖2g）專為極端前提design，實用于陡坡、邊坡及坎坷地形，可搭載分歧機具完成噴藥、除草、裝運等效能。這些農機的發布為全球丘陵農業機械化供給了可貴的經歷和鑒戒。
國際丘陵農機近況與停頓
近年來，我國丘陵農機在技巧研發和產物立異上獲得停頓，部門企業和高校發布了合適丘陵功課的微耕機、小型拖沓機、田園治理機等。例如：中聯重科谷王PL70履帶式收割機（圖3a）具有年夜馬力、高離地間隙（最小離地間隙550 mm），裝備加長履帶，以順應復雜地形；重慶鑫源1GZL-130A鑫源獵豹自走式履帶旋耕機（圖3b）機身緊湊，經由過程性、穩固性、爬坡才能強，合適狹小及不服坦地步；重慶威馬WMG15履帶旋耕機（圖3c）應用接地壓力小的高斑紋三角履帶，可以單邊制動完成原地失落頭，實用于狹小和不服坦地步；濰柴雷沃M1002-3C拖沓機（圖3d）一體式的三角履帶和高離地間隙有助于削減在丘陵復雜地形翻車的風險，其最新發布的F3000拖沓機轉彎半徑小，憑仗折腰+扭腰構造及其自順應調控技巧可以順應25°坡度地形；西方紅MH804M丘陵山地拖沓機（圖3e）低矮的design、微弱的動力體系，使其合適狹小空間和斜坡功課；江蘇沃得4CLY-100油茶果采收機（圖3f）低重心、盤式制動和高可見性的特色，確保陡坡穩固性和平安性。
這些農機體積小、份量輕、操縱機動，可以或許在丘陵小塊農田中停止耕耘、收穫和施肥。與國外產物比擬，我國丘陵農機在價錢上具有必定的上風，更合適國際丘陵地域農人的經濟蒙受才能。但是，在技巧機能和智能化水平上，與國外進步前輩程度仍存在差距。
智能技巧賦能丘陵農機靈能化利用
跟著科技的疾速成長，丘陵農業正派歷一場由智能技巧驅動的轉型。這些技巧有用應對了丘陵地域農業面對的多重挑釁，包含地形復雜性、農機裝備缺乏、機能限制、蒔植構造多樣化，以及農機與農藝的不和諧。本節概述智能導航、感知算法和農業信息模子（AIM）等要害智能化技巧的最新停頓，并切磋智能化技巧在丘陵農業中的利用遠景與成長趨向。
要害智能化技巧停頓
智能導航。智能導航技巧對于丘陵地域農業機械化功課至關主要。包養傳統GPS導航體系在復雜地形中難以供給準確定位，而古代智能導航體系經由過程融會激光雷達、視覺傳感器和IMU等多傳感器數據，完成了高精度靜態導航。例如，基于SLAM算法的導航體系可以或許在無GPS電子訊號的周遭的狀況中，依附地形和周遭的狀況狀況停止自立定位與途徑計劃。苗帶導航技巧應用機械視覺、激光雷達和深度進修算法精準辨認作物行間帶，及時調劑功課戰略，確保農機沿苗帶準確行駛，防止作物傷害損失。這些技巧的融會不只晉陞了農機在丘陵地域的功課效能，並且為農業智能化、主動化成長奠基了技巧基本。
感知算法。丘陵地域農業生孩子的復雜性重要源于作物品種的多樣性和農藝請求的差別。深度進修和盤算機視覺技巧的疾速成長推進了作物辨認算法的提高。這些算法經由過程圖像辨認與剖析，可及時判定作物的發展階段、病蟲害狀態及發展周遭的狀況，為農機功課供給精準領導。例如，基于YOLO架構的穿插標準和照明不變檢測模子（CSIM）處理了農業地步因年夜標準變形和光照變更招致的魯棒性題目，完成了檢測速率與精度的均衡，知足復雜農田周遭的狀況的需求。此外，機械視覺與深度進修算法的融會明顯晉陞了農機的辨認精度，經由過程海量圖像數據的練習，農機可疾速區分分歧作物和雜草的葉片外形與色彩，為精準施肥和除草供給迷信根據。
農業信息模子（AIM）。農業信息模子（AIM）的概念與方式源于歐盟H2020 DEMETER項目，其焦點在于整合稼穡生孩子數據與公然數據（如景象、遠感、泥土數據等），以最年夜化施展常識價值并轉化為有用決議計劃。但是，農業範疇信息模子的成長絕對產業界較為滯后。建筑信息模子（BIM）在建筑等行業中已展示出模仿猜測和優化生孩子流程的感化，英國索爾福德年夜學和葡萄牙IN+技巧與政策研討立異中間測驗考試將BIM技巧引進農業，展開基于仿真的決議計劃任務流，利用于城市一體化農業。此外，韓國江源年夜學和荷蘭瓦赫寧根年夜學等機構引進數字孿生技巧，研討農業場景的三維建模和物理虛擬空間的數據交互，為聰明農業供給高效治理與計劃手腕。AIM整合了稼穡生孩子數據與公然數據，如景象、遠感、泥土數據等，以最年夜化施展常識價值并轉化為有用決議計劃。AIM作為一種集成化的智能體系，經由過程融會周遭的狀況感知、數據剖析和決議計劃支撐等技巧，為丘陵農業供給了精準功課的處理計劃。AIM的焦點效能包含周遭的狀況感知模塊、數據剖析引擎和決議計劃支撐體系，可以或許及時搜集農田周遭的狀況數據，處置數據，辨認形式和趨向，并為農機功課供給優化的決議計劃支撐。跟著人工智能技巧的不竭提高，AIM在丘陵地域農業中的利用將越來越普遍，尤其在無人機與機械人幫助農業、可視化平臺構建和智能化農業治理等範疇。
智能化技巧在丘陵農業中的利用遠景與成長趨向
在農業古代化和村落復興的過程中，智能化新技巧飾演著至關主要的腳色。這些技巧，如人形機械人和具身智能技巧，為丘陵農業的古代化供給了實在可行的處理計劃。它們不只可以或許順應丘陵地域的復雜地形，還能履行多樣化的稼穡義務，從而明顯進步農業生孩子的機動性和效力。例如，Q系列人形機械人體系衝破了仿生高靜態、多地形順應、一體化關節、高迸發活動等焦點技巧，在黑燈工場、家庭辦事等範疇完成利用。此外，具身智能技巧經由過程自立研發的千億參數全模態年夜模子“紫東太始”，完成了疾速定制化design和制作各類機械人軟硬件體系，這不只推進了農業、產業、水利等實體經濟範疇的成長，也為丘陵農業的智能化供給了強無力的技巧支撐。同時，“軟補硬技巧”經由過程提出高維“周遭的狀況吸引域”方式，應用軟件算法優化硬件機能，為低本錢、國產化零部件的機械人在高精度功課中的利用供給了要害技巧支撐，該技巧已在我國多範疇完成推行，并榮獲國度天然迷信獎二等獎。
這些技巧的不竭成長與利用，將推進丘陵農機靈能化的進一個步驟成長。跟著數據驅動技巧、模子算法和盤算才能的晉陞，丘陵農機靈能化將在無人機與機械人幫助農業、可視化平臺構建和智能化農業治理等範疇施展加倍多元化的感化，進一個步驟晉陞農業產出效力和生態可連續性，為全球農業數字化成長供給可貴的經歷和鑒戒。智能化技巧的利用將使丘陵農性能夠完成更高效、更精準的生孩子，從而推進農業古代化和村落復興的過程。在全球天氣變更的佈景下，這些技巧還能幫包養助農業體系更好地順應周遭的狀況變更，為制訂應對戰略供給迷信根據，助力農業抵御天氣變更挑釁。經由過程這些技巧的提高和利用，丘陵農業將可以或許完成更高效、包養網價錢更精準的生孩子，為農業可連續成長供給強無力的支撐。
將來，丘陵農機靈能化的成長將聚焦于晉陞農機的高效化和低本錢。經由過程算法優化、體系順應性晉陞以及多機空位協同功課等技巧，智能化技巧正推進農機在體積、效能與智能化程度上的周全優化。這些技巧的利用，特殊是集成進步前輩的傳感器、把持器和人工智能算法，使得小型農性能夠完成精準功課，削減動力耗費和保護本錢，從而進步資本應用效力。例如，智能傳感器可以或許及時監測泥土和作物狀況，領導農機停止精準施肥和澆灌，而基于AI的毛病診斷體系則能提早猜測裝備毛病，下降維護修繕本錢。這些智能化改良不只晉陞了農機的機能，還使其加倍經濟實惠，合適丘陵地域的小範圍農場和農戶應用。
將來提出
提出從3個方面進手，推進丘陵聰明農機的智能化成長。
實行農田宜機化改革并融會智能化技巧。經由過程地盤平整和坡改梯等辦法晉陞農機功課前提；同時，研發人工智能和具身智能技巧以順應復雜農業周遭的狀況，完成精準功課和資本優化。
研發推行小型智能化農機。集成進步前輩傳感器和AI算法，下降動力耗費和保護本錢，并經由過程AI毛病診斷體系進步農機的經濟性和實用性，知足小範圍農場和農戶的需求。
加大力度人才培育和利用驅動的高技巧研發。經由過程教導與培訓培育專門研究人才，同時以利用為目的，構成可復制、可推行的智能化處理計劃，支持丘陵地域農業古代化和村落復興。
（作者：喬紅、呂彥鋒、鄭恩昊，中國迷信院主動化研討所。《中國迷信院院刊》供稿）
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