2019年以来,中国农业大学农业无人机系统研究院项目团队在平谷区峪口镇西营村基于现代传感技术、物联网技术与农机装备无人作业等技术打造未来智慧果园示范项目。该果园种植有大桃、佛见喜梨等平谷主打和特色果品,利用集成化的大数据平台结合物联网传感器指导生产决策,实现农药化肥减施增效,有效降低人力成本和农资投入并减少环境污染。基于多源信息融合物联网平台实现了土壤信息状态获取、水肥药远程管控、虫害预测预报与绿色防控、果园装备机械化作业与智能化管理的初期目标。通过自动疏花蔬果机、手眼协同采摘分级系统和智能物联网防冻机的研究开发,突破了传统果园疏花疏果及采收环节人力需求大,作业成本高的技术难题,基本解决了花期发生“倒春寒”造成的果园冻害问题。通过传统果园智慧化改造升级,可减少人力成本50%以上、农药用量减少30-40%、肥料用量减少了25-35%、灌溉用水量减少了60-70%、果品质量大大提高、综合经济效益提升***%。
中国农业大学农业无人机系统研究院在未来果园建设中实现了生产全程机械化,有效降低人力成本,农药化肥减施增效,绿色生态化,减少环境污染,决策数智化,利用集成化的大数字平台结合物联网传感器指导生产决策。
该项目研究成果为果园智能化管理与无人化智能作业提供技术支撑和应用示范,可大大提高现代果园的机械化、智能化水平,机械替代人工,降低果园的劳动力投入,提高果树生产效率和效益,增强果树产业的国际竞争力,为果树产业的健康可持续发展提供强有力的技术支撑和保证。同时,由于国际上果园智能化管控相关研究也刚处于起步阶段,因此该项目研究成果的应用将使我国现代果园的管理水平一举追平和发达国家在果园管理上的几十年的差距,甚至实现弯道超车,从而使我国下一代标准果园的整体生产水平达到国际先进水平。
2019年落地北京市平谷区建设的中国农业大学农业无人机系统研究院,重点发展农业无人系统基础理论、关键技术和实用产品研发生产,致力于无人农场、智慧果园等农业无人作业系统核心技术的研发与集成应用,研究团队以中国农业大学智慧农业装备技术高水平创新团队为主导,人员由核心团队、合作团队、交叉团队构成,来自农业工程、植物保护、作物学、计算机科学与技术、农业资源与环境等学科、还有行业领先农业通信技术解决方案供应商与农业智能装备生产的企业参与合作,能充分利用学科交叉优势,保证智慧果园无人系统科研创新水平。
何雄奎,中国农业大学,教授,博士生导师。现任中国农业大学农业无人机系统研究院院长、药械与施药技术研究中心主任、国际标准委员会植保机械与施药技术分委员会委员。近5年主持国家自然科学基金项目 “植保无人机的农药雾化沉积高效利用”、公益性行业专项课题“黄淮流域小麦玉米水稻田间用节水节肥节药综合技术”、京津冀协同创新重大专项“高效节药植保装备研发与示范应用”、国家重点研发计划项目课题“基于多功能高地隙底盘的精量施药机械研究开发”。排名第一获省部级科技奖励一等奖2项、二等奖2项、三等奖2项。
评价单位:“科创中国”葡萄酒产业科技服务团 (中国农业工程学会)
评价时间:2022-11-16
综合评价
该科技成果基于现代传感技术、物联网技术与农机装备无人作业等技术打造未来智慧果园示范项目,突破了传统果园各生产环节人力需求大、作业成本高的技术难题,实现了水肥药远程管控、虫害预测预报与绿色防控、果园装备机械化作业与智能化管理等目标,有效降低了人力成本和农资投入并减少环境污染,对提升我国未来智慧果园生产的机械化、信息化和智能化水平具有引领性作用。
该项目的技术思路方向很好,技术创新内涵丰富,市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度高,值得支持推广。
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评价单位:- (-)
评价时间:2022-10-25
综合评价
该项目主体内容为开发的手眼采摘机器人通过对单个机械臂建模,对其工作空间、正运动学、逆运动学进行分析,最后在实际环境中对多机械臂协同控制,了解多机械臂工作空间的分布、交叠。将每一部分采摘顺序转换成旅行商问题,并选取合适的算法对机械臂的采摘路径进行优化,提高系统整体的采摘效率。对机械臂每部分采摘顺序进行优化,大大缩短了机械臂遍历路径,提高了机械臂的采摘效率。项目符合国家产业政策,对促进当地行业技术进步、扩大就业、增加地方税收,都起到了积极的推动作用。
该项目所采用的工艺路线成熟可靠,项目产品潜在市场容量较大,与同类产品相比具有一定的竞争优势,该项目的实施预计会取得较好经济效益和社会效益。
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