人工智能与农机装备的融合研究

在农业现代化转型的关键阶段，人工智能技术的突破性发展正为我国农业生产设备的智能化升级提供前所未有的契机。不同于传统农机对人工操作的完全依赖，人工智能技术通过对人类智慧的模拟，将先进的智能算法与机械硬件深度结合，让农机装备逐步具备语言交互、图像识别等感知与决策能力，在解放农村劳动力、提升农业产量等方面展现出重要的价值。

1 人工智能关键技术

1.1 图像识别技术

图像识别技术是实现农机精准作业的重要技术支撑，可借助于相机传感器对田间图像进行实时捕捉，再通过专用的智能算法分析处理，提取关于作物或地块的关键信息[1]。基于上述特征数据，系统能在不受外界信号干扰的情况下准确判断农机当前的作业方向与位置，整个过程不仅稳定高效，技术成本也相对较低。

1.2 自动控制技术

在农机装置自动化升级里，自动控制技术是核心支撑。工作人员会按农作物种类，在田间布设传感器，捕捉光照、温湿度、土壤肥力等环境参数信息，数据经总线或接口传至LED 显示屏，方便实时监控系统和作物生长状态。系统借助该技术分析数据后，能自动调控施肥、温控、补光等装置，动态优化作物生长环境。此外，在种植、收获环节，它还可控制翻土机、插秧机、收割机等设备，通过精密测算确定最佳作业时机与播种条件，防止不必要的资源浪费，并使农机操作向可控化、数据化的方向发展。

1.3 虚拟技术

虚拟技术凭借其可还原真实体验的特性，可为人与农机的连接提供可靠的技术支持。它可搭建交互式虚拟界面，让农民通过专属平台对农机进行远程操控，并利用实时监控、模拟场景推演、操作记录可查询等优势，为农机的顺利运行提供保障。具体应用时，工作人员可输入作物生长条件、灌溉量、施肥量等参数，用以预测作物未来生长趋势，作为判断最佳作业时间的依据。此外，还可以通过虚拟技术进行场景模拟和数据分析，再根据结果调整农机运行参数，可使农机装备与实际环境精准匹配，提高装备工作效率。

2 人工智能与农机装备的融合应用

2.1 智能收获机械

智能收获机械是保障农作物收割作业质量与效率的关键设备，可最大限度降低田间残留量，并维持稳定的工作状态。这类机械通常搭载 GPS 定位系统，实时、精准获取自身位置信息，方便管理人员科学调配设备、合理划分作业区域，避免重复作业或遗漏地块。同时，智能收获机械还可通过传感模块检测作物含水量，发现不达标时会及时预警，避免盲目收割。此外，智能收获机械还能自主完成田间作业，同步采集数据评估作物产量，从收割精准度到产量核算形成闭环管理，切实保障收割环节的管控效果。

2.2 智能施药机械

智能施药机械可运用GIS、GPS 等技术识别并合理规划施药路径，并可通过识别病虫害情况，合理选择药剂及控制施药量。如识别为青枯病，机械会选择 70% 代森锰锌 500 倍液或 50% 甲霜灵 800 倍

液，以达到较好的药剂控制效果[2]。机械还可自动调节喷雾，将雾滴精准分布于施药部位，构建良好的对靶施药条件，充分发挥病虫害防治作用。

2.3 智能施肥机械

智能施肥机械通过技术手段严格把控施肥量、优化肥料配比，确保养分供给贴合作物需求。针对氮肥、磷肥、钾肥的不同配比要求，机械搭载的施肥计划专家系统能自动计算并调控各养分比例，防止肥量失衡，让施肥方案更科学有效。同时，施肥方案还可录入电子地图，通过建立“施肥地点-对应肥量”的精准关联，提升作业的智能化水平。

2.4 智能播种机械

智能播种机械可通过对各项播种参数的严格把控来提升播种效率与精度。这类设备能一体化完成开沟、播种、施肥等连贯操作，工作人员只需根据作物种类和种植标准提前设定要求，机械便可按设定实现智能化作业。如播种水稻时，可先将行距 25.35cm 、株距 10-13cm 等参数输入主控系统[3]，如此一来，在具体播种时，机械即可在参数控制下精准播种；作业中，还可实时调控行进速度与方向，避免出现漏播、重播问题，保障整个播种过程顺畅高效。

2.5 智能灌溉机械

智能灌溉机械通过科学选择灌溉方式、采用自动化方案，实现对全流程的水分管控。这类机械通常搭载GPS 定位系统，能精准定位田间指定区域，实时检测作物根部土壤的湿度状况，一旦发现缺水便及时补水，避免作物因水分不足影响生长。智能灌溉机械有滴灌和喷灌两种方式，可让水分直接作用于作物根系或近地面区域，大幅减少水资源浪费；还能依托自动控制技术，实现自动灌溉、定时灌溉，并根据实时监测的土壤温湿度数据调整灌溉参数。此外，它还具备灌溉系统自检能力，通过检测管道压力判断水管是否破损，提升对系统故障的应对效率。

2.6 智能温室监控

大棚温室是精细化种植的核心场景，需依靠智能温室监控手段以提升环境管理的有效性。光照强度、空气温湿度、二氧化碳浓度等，都是影响农作物生长的重要因素。智能传感设备可实时采集这些环境数据，为后续调控提供依据。应用智能温室监控，能先模拟出作物不同生长阶段所需的关键环境参数，再通过智能控制系统实现远程调节，无需人工频繁进棚操作，既保障了人员健康，又让温室温度、湿度等关键指标的控制更稳定，为作物生长提供持续适宜的条件。

3 结语

人工智能技术与农机装备的融合，可极大优化农业生产模式，有效提高农业生产效率和质量。今后，我国还需进一步加强人工智能和农业生产的结合，促进农业大规模智能化生产，以实现中国农业经济的跨越式发展。

参考文献：

[1]赫磊，李纪鑫 .多传感器集成的农机智能感知平台设计与开发研究[J].南方农机，2022，53(6)：47-49.

[2]欧阳安，崔涛，林立 .智能农机装备产业现状及发展建议[J].科技导报，2022，40(11)：55-66.

[3]王佳宇.人工智能在农机装备智能化中的应用[J].农业工程技术，2022，42(6)：47+53.