系统布局无人农场推进我国现代农业发展

2021-03-15 05:24李道亮
人民论坛·学术前沿 2021年24期
关键词:现代农业

李道亮

编者的话:习近平总书记在刚刚闭幕的中央农村工作会议上指出:“全面推进乡村振兴,加快农业农村现代化,是需要全党高度重视的一个关系大局的重大问题。”没有农业农村现代化,就没有国家现代化。发展现代农业,出路在科技。党的十九届五中全会明确提出要“建设智慧农业”。放眼世界,智慧农业是大势所趋。立足国情,智慧农业是我国提高农业质量效益和竞争力的必然选择。科学把握智慧农业发展趋势,探索符合中国实际的智慧农业发展之路,是我们在新发展阶段须要深入研究的一个重要课题。本期我们聚焦智慧农业前沿问题,邀请相关领域专家学者建言献策。敬请垂注!

【摘要】无人农场开启了未来农业新模式,以“三全”无人化为最根本特征,其从远程测控走向自主作业经历了初级、中级、高级三个阶段。未来无人农场将会依靠物联网、大数据与云计算、人工智能、智能装备与机器人等四大共性关键技术助力,同时得益于基础设施系统、智能装备系统、测控系统、农场管控云平台系统等四大系统的协同,将实现无人大田农场、无人果园、无人温室、无人牧场、无人渔场等五种类型。無人农场将引领我国现代农业新技术发展、生产现代化模式及农业发展战略方向,在此过程中需加强对无人农场相关模式的研究,编制无人农场发展规划,探索无人农场发展的商业模式,进一步优化和完善无人农场的政策环境。

【关键词】无人农场  现代农业  农业技术革命

【中图分类号】F303.3                                【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.24.007

无人农场开启未来农业新模式

农业的发展历史是一个不断利用先进技术改进生产工具,提高劳动生产率、资源利用率、土地产出率,提高农产品质量、安全性、营养水平,降低劳动强度、农产品成本、生产风险的过程。在先后经历了石器、青铜器、铁器、机械化、电气化阶段后,新一代信息技术支持下的数字农业、精准农业、智慧农业正在世界各国如火如荼地展开。随着物联网、大数据、人工智能等新技术的出现,一场新的农业技术革命正在悄然兴起。2017年,英国哈珀亚当斯农业大学(Happer Adams University)研究小组率先创建世界第一个无人大田农场;同年,日本京都Spread公司创建第一个蔬菜无人农场,挪威建立第一个无人渔场;随后,澳大利亚、韩国也陆续开始建设无人农场。

党的十九届五中全会站在“两个一百年”奋斗目标历史交汇点的战略高度提出,基本实现社会主义现代化要优先发展农业农村,全面推进乡村振兴,提高农业质量效益和竞争力,实施乡村建设行动,并首次在党的全会上提出要建设智慧农业。2019年,我国山东、福建、北京等地开始探索无人大田农场、无人水稻农场和无人猪场。2020年,我国第一个无人渔场在广州南沙建成。无人农场开启了未来农业的新篇章。

“三全”无人化是无人农场的最根本特征

无人农场就是在劳动力不进入农场的情况下,采用物联网、大数据、人工智能、5G、机器人等新一代信息技术,通过对设施、装备、机械等远程控制、全程自动控制或机器人自主控制,完成所有农场生产作业的一种全新生产模式。全天候、全过程、全空间的无人化作业是无人农场的基本特征,装备代替劳动力的所有工作是无人农场的根本属性。

全天候无人化就是从种植或养殖的开始到结束,全天24小时人不进入生产场地,所有业务工作都由机器完成。因此,需要对农业动植物的生长环境和生长状态,以及所有农场装备自身的工作状态进行实时、在线监测,需要农场数据的安全、高效传递,云平台在此基础上下达指令开展农场生产与管理工作。全过程无人化,就是农场从生产、运输到产后等过程的所有环节都不需要劳动力参与,由机器自主自动完成,特别是在业务对接环节,需要设施与装备之间互联,完成自主对接。全空间的无人化,就是农场的物理空间中不需要劳动力介入,无人运输车、无人作业船、无人机即可完成物理空间的移动作业,并实现固定装备与移动装备的无缝对接。

无人农场:从远程测控走向自主作业

无人农场按照技术的先进程度或实现的先后顺序,大致可以分为三个阶段。

无人农场的萌芽阶段——远程控制。该阶段各类机械、装备实现了高度的自动化,通过智能控制系统进行线上的作业管理,实现农场的无人化作业,完成了从人力现场控制农场到远程控制农场的演进,是机器换人的初级阶段。远程控制的无人农场使得人工不再进入农场就可以远程线上操作,并参与决策,因此也称徒手农场(hand-free farm),或有人值守的无人农场。

无人农场的中级阶段——无人值守。无人值守农场比远程控制农场更先进,是无人农场的中级阶段。该阶段农场装备达到了高度的智能化,人工不再需要时时刻刻对农场进行远程操作,农场装备可以自主作业,人在这个阶段的作用是参与计划和进行作业决策,因此也称为无人值守(unattended operation farm)的无人农场。

无人农场的最高形态——自主作业。该阶段是无人农场的终极阶段,人工不再参与农场的任何环节,农场环境、动植物、设施和装备之间可以自主协同与交互,农场的所有生产与管理任务,都由云管控平台自主计划和自主决策,装备与机器人自主完成所有农场业务,是完全无人的自主作业农场(unmanned farm)。

四大共性关键技术助力无人农场未来可期

无人农场作为一个新兴事物,是集新一代信息技术、装备技术和种养工艺技术于一身的复杂的系统工程。无人农场通过对农业生产资源、农场环境信息、动植物信息、装备状态信息等各要素的在线化、数据化,实现对农场动植物生产过程的智能化决策、无人化作业和精准化管理,其中,四大共性关键技术发挥着关键作用。

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