以下是崔友林的演講節(jié)選：
一提到種地，你是不是腦海中就會(huì)浮現(xiàn)面朝黃土背朝天的場(chǎng)景，但是現(xiàn)在有一個(gè)新的場(chǎng)景——機(jī)器人替代人工種地，這不是科幻，而是已經(jīng)成為一個(gè)現(xiàn)實(shí)。
今年 6 月，在 " 中國胡蘿卜第一鎮(zhèn) " 山東青島市店埠鎮(zhèn)，無駕駛艙的采收機(jī)器人正有條不紊地作業(yè)：它輕輕松土、摘除蘿卜纓、切齊胡蘿卜，再將其有序裝入筐袋，實(shí)現(xiàn)全無人收獲。
事實(shí)上，不僅是采收的場(chǎng)景，從一粒種子長成成熟胡蘿卜，胡蘿卜種植整個(gè)過程已經(jīng)能通過一整套裝備實(shí)現(xiàn)全程無人機(jī)器人種植，大幅減少人工投入，讓農(nóng)業(yè)成為更體面、更高科技的職業(yè)。
從一粒種子開始：
精準(zhǔn)播種，告別浪費(fèi)與人工
胡蘿卜的種子極小，僅 0.001 克，比芝麻粒還小一半。過去采用撒播方式，一畝地需撒幾斤種子，不僅造成種子浪費(fèi)，出苗后還需人工間苗，成本高昂；種子擠在一起生長，又會(huì)相互爭奪資源，影響產(chǎn)量與品質(zhì)。
為解決這一問題，我們采用數(shù)字化編程技術(shù)：先讓種子 " 排隊(duì) "，再精準(zhǔn)播種。具體來說，我們會(huì)使用可降解紙帶，讓種子像 " 乘客 " 一樣逐個(gè)包裹在紙帶里，播種時(shí)紙帶展開，種子便能有序入土，保持整齊間距。
而間距控制則依賴數(shù)控小機(jī)器人：它通過獨(dú)特裝置精準(zhǔn)控制種子落入紙帶的時(shí)間間隔，再結(jié)合時(shí)間、轉(zhuǎn)速調(diào)控，最終實(shí)現(xiàn)所需株距。只需將預(yù)設(shè)的株距、編織速度輸入系統(tǒng)，機(jī)器人就能讓種子有序排列。這項(xiàng)技術(shù)每年能為農(nóng)戶節(jié)省 600~800 元的人工間苗成本。
土壤是生長的關(guān)鍵：
平土與松土的科技方案
胡蘿卜對(duì)土壤要求遠(yuǎn)高于其他蔬菜，排水性好、有機(jī)質(zhì)豐富是基礎(chǔ)，核心要抓好 " 平 " 與 " 松 " 兩個(gè)環(huán)節(jié)。
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精準(zhǔn)平土：
衛(wèi)星與激光的 " 地面找平術(shù) "
土地如果坑洼不平，下雨或澆水時(shí)易積水，會(huì)導(dǎo)致低洼處胡蘿卜死苗，影響產(chǎn)量，衛(wèi)星平地技術(shù)與激光平地技術(shù)，可以將土地修整為水平面。
衛(wèi)星平地技術(shù)：借助北斗衛(wèi)星，拖拉機(jī)上的傳感接收器如同 " 智能手表 "，能接收衛(wèi)星信號(hào)獲取實(shí)時(shí)海拔與位置信息，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)調(diào)整平地機(jī)鏟刀高度——鏟去高處余土，填平低洼地帶。該技術(shù)不受環(huán)境限制，適合大規(guī)模地塊作業(yè)，效率更高。
激光平地技術(shù)：在作業(yè)區(qū)域設(shè)置激光發(fā)射器，精準(zhǔn)度可達(dá)毫米級(jí)，遠(yuǎn)超衛(wèi)星平地。但它存在局限性，易受大風(fēng)等氣候因素影響，更適合小地塊作業(yè)。農(nóng)戶可根據(jù)地塊規(guī)模與需求，選擇適配的平土技術(shù)。
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高效松土：
無人作業(yè)系統(tǒng)的 " 土壤優(yōu)化術(shù) "
土地平整后，還需保證土壤疏松，避免土疙瘩、石頭、樹根阻礙胡蘿卜根系生長——若土壤中有硬物，胡蘿卜易分叉，出現(xiàn)類似 " 人參 " 的畸形，影響品質(zhì)。
我們采用深松耕作業(yè)與國內(nèi)首創(chuàng)的無人作業(yè)系統(tǒng)，給拖拉機(jī)安裝智能控制系統(tǒng)（相當(dāng)于機(jī)器人的 " 大腦 "），指揮其完成松土作業(yè)；同時(shí)，作業(yè)機(jī)器人搭載激光雷達(dá)、方向與轉(zhuǎn)向角度傳感器、北斗定位及多目視覺等先進(jìn)設(shè)備（如同 " 眼睛 "），能識(shí)別周圍環(huán)境、確定自身位置與行進(jìn)方向。
只需給機(jī)器人下達(dá)作業(yè)任務(wù)，它就能自主規(guī)劃最省時(shí)省力的路線；作業(yè)中若遇到羊群、井房、石頭坑等障礙物，傳感器與算法會(huì)快速識(shí)別，指揮機(jī)器人繞行或暫停，保障作業(yè)安全（原理類似掃地機(jī)器人，只是作業(yè)場(chǎng)景在田間）。此外，機(jī)器人可搭載犁、旋耕機(jī)、耙地機(jī)等不同農(nóng)具，作業(yè)誤差小于 3 厘米，基本避免重耕與漏耕，大幅提高土地利用率。
無人化播種：
" 小橙 " 登場(chǎng)，高效完成多環(huán)節(jié)作業(yè)
土地準(zhǔn)備就緒后，便進(jìn)入播種環(huán)節(jié)。此時(shí)的核心裝備是我們親切稱為 " 小橙 " 的蔬菜無人化作業(yè)平臺(tái)，它功能強(qiáng)大，一次可完成 4 壟 8 行播種，且能同步實(shí)現(xiàn)旋耕、起壟、鋪滴灌帶、播種、鎮(zhèn)壓等復(fù)合作業(yè)，每小時(shí)播種面積超 10 畝，效率是人工的數(shù)十倍。
播種深度、起壟直線度、作業(yè)拼接精度，都考驗(yàn)著無人技術(shù)的精準(zhǔn)性、適應(yīng)性與穩(wěn)定性。" 小橙 " 搭載種繩播種機(jī)，通過人工智能核心算法規(guī)劃最優(yōu)作業(yè)路線，既能節(jié)省土地，又能縮短作業(yè)時(shí)間，全程依靠代碼實(shí)現(xiàn)自主作業(yè)。
特別值得一提的是其轉(zhuǎn)彎掉頭技術(shù)——這是衡量無人系統(tǒng)水平的關(guān)鍵指標(biāo)。" 小橙 " 的掉頭技術(shù)比很多老駕駛員駕駛水平還要高。傳統(tǒng)駕駛員在田間掉頭需反復(fù)調(diào)整對(duì)齊，耗時(shí)久；而 " 小橙 " 通過算法能一次性確定最小作業(yè)路徑與最短時(shí)間，完成高效掉頭，水平堪比十年經(jīng)驗(yàn)的老司機(jī)。
精準(zhǔn)施藥，兼顧安全與品質(zhì)
一提到植保，大家不用擔(dān)心，目前我們使用的農(nóng)藥均為生物農(nóng)藥或綠色農(nóng)藥，殘留期短、對(duì)人體無害，但過去人工施藥常出現(xiàn)用量過大的問題。植保機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施藥：每個(gè)噴頭可獨(dú)立控制，根據(jù)胡蘿卜長勢(shì)與病蟲害情況變量施藥—— 病蟲害嚴(yán)重區(qū)域多施藥，輕微區(qū)域少施藥，同時(shí)根據(jù)整體長勢(shì)調(diào)節(jié)總用量，既保證藥效，又減少農(nóng)藥投入。
這款植保機(jī)器人也是國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較成功的機(jī)型，能按田間軌跡精準(zhǔn)作業(yè)，自主規(guī)劃路線、原地掉頭。它不僅避免了人工施藥時(shí)人員吸入農(nóng)藥的健康風(fēng)險(xiǎn)，還能提升蔬菜品質(zhì)，成為現(xiàn)代農(nóng)場(chǎng)的必備高科技設(shè)備。
胡蘿卜無人收獲與運(yùn)輸
胡蘿卜生長 100-120 天后進(jìn)入采收季。過去主產(chǎn)區(qū)采收依賴 " 人海戰(zhàn)術(shù) "，一塊地需上百人同時(shí)作業(yè) —— 拔蘿卜、切纓、裝袋、運(yùn)輸，一畝地采收成本超 1000 元，占胡蘿卜總生產(chǎn)成本（4000-5000 元）的 30% 以上。更嚴(yán)峻的是，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員老齡化嚴(yán)重（多數(shù)在 65 歲以上），農(nóng)村勞動(dòng)力短缺，高強(qiáng)度采收作業(yè)也不適合老人。
為此，我們研發(fā)出國內(nèi)首款胡蘿卜無人化收獲機(jī)器人。
它能精準(zhǔn)定位胡蘿卜根部，模擬人手的 " 巧勁 " 作業(yè)，避免損傷根部與蘿卜纓；切纓時(shí)能保持一致性，每天可采收 30 畝以上，相當(dāng)于 50 個(gè)人工的工作量，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定采收，是蔬菜機(jī)械領(lǐng)域的里程碑成果，也是 " 十四五規(guī)劃 " 期間大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)的重要科研突破。
目前，該技術(shù)已在全國 12 個(gè)省市試驗(yàn)應(yīng)用，采收成功率達(dá) 98% ，破損率低于 3% —— 國際同類采收機(jī)破損率多為 7%-8%，我們的技術(shù)不僅領(lǐng)先國際，更適配中國國情，終結(jié)了胡蘿卜采收依賴人工的歷史。
采收后，胡蘿卜還需從田間運(yùn)至倉庫或水洗線，這就需要 " 小藍(lán) " —— 一款網(wǎng)紅運(yùn)輸機(jī)器人。它一次能運(yùn)輸 1000 公斤以上，替代人工搬運(yùn)，減輕勞動(dòng)力負(fù)擔(dān)；采用履帶式結(jié)構(gòu)，適配國內(nèi)不同土壤狀況，即便在丘陵地帶或雨后泥濘田地，也能暢通作業(yè)。" 小藍(lán) " 具備自動(dòng)巡航、自主跟隨功能，還能實(shí)現(xiàn)多機(jī)組編組作業(yè)，高效解決田間運(yùn)輸 " 最后一公里 " 問題。
以上這 6 款農(nóng)業(yè)機(jī)器人，集成了最新農(nóng)業(yè)人工智能技術(shù)、先進(jìn)傳感器等 20 多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了胡蘿卜種植從 " 機(jī)械化 " 到 " 無人化 " 的轉(zhuǎn)變，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)的科技示范與引領(lǐng)。
隨著智能化技術(shù)發(fā)展，這些機(jī)器人將變得更聰明：目前它們主要依賴專家經(jīng)驗(yàn)與已有知識(shí)，未來隨著作業(yè)面積擴(kuò)大、性能提升，通過大模型與機(jī)器自學(xué)習(xí)，它們能將生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為自主決策能力，實(shí)現(xiàn)完全自主作業(yè)。相信總有一天，田間種地將完全由機(jī)器人完成。
策劃制作
演講人丨崔友林 國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系智能化管理團(tuán)隊(duì)
責(zé)編丨楊雅萍
審校丨徐來、張林林
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