系統(tǒng)布局無人農(nóng)場推進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

李道亮

編者的話：習(xí)近平總書記在剛剛閉幕的中央農(nóng)村工作會議上指出：“全面推進鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，是需要全黨高度重視的一個關(guān)系大局的重大問題?！睕]有農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，就沒有國家現(xiàn)代化。發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，出路在科技。黨的十九屆五中全會明確提出要“建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)”。放眼世界，智慧農(nóng)業(yè)是大勢所趨。立足國情，智慧農(nóng)業(yè)是我國提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力的必然選擇?？茖W(xué)把握智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，探索符合中國實際的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，是我們在新發(fā)展階段須要深入研究的一個重要課題。本期我們聚焦智慧農(nóng)業(yè)前沿問題，邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者建言獻策。敬請垂注！

【摘要】無人農(nóng)場開啟了未來農(nóng)業(yè)新模式，以“三全”無人化為最根本特征，其從遠程測控走向自主作業(yè)經(jīng)歷了初級、中級、高級三個階段。未來無人農(nóng)場將會依靠物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計算、人工智能、智能裝備與機器人等四大共性關(guān)鍵技術(shù)助力，同時得益于基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、智能裝備系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、農(nóng)場管控云平臺系統(tǒng)等四大系統(tǒng)的協(xié)同，將實現(xiàn)無人大田農(nóng)場、無人果園、無人溫室、無人牧場、無人漁場等五種類型。無人農(nóng)場將引領(lǐng)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)發(fā)展、生產(chǎn)現(xiàn)代化模式及農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方向，在此過程中需加強對無人農(nóng)場相關(guān)模式的研究，編制無人農(nóng)場發(fā)展規(guī)劃，探索無人農(nóng)場發(fā)展的商業(yè)模式，進一步優(yōu)化和完善無人農(nóng)場的政策環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】無人農(nóng)場? 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)? 農(nóng)業(yè)技術(shù)革命

【中圖分類號】F303.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)識碼】A

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

無人農(nóng)場開啟未來農(nóng)業(yè)新模式

農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史是一個不斷利用先進技術(shù)改進生產(chǎn)工具，提高勞動生產(chǎn)率、資源利用率、土地產(chǎn)出率，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、安全性、營養(yǎng)水平，降低勞動強度、農(nóng)產(chǎn)品成本、生產(chǎn)風(fēng)險的過程。在先后經(jīng)歷了石器、青銅器、鐵器、機械化、電氣化階段后，新一代信息技術(shù)支持下的數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)正在世界各國如火如荼地展開。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的出現(xiàn)，一場新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命正在悄然興起。2017年，英國哈珀亞當(dāng)斯農(nóng)業(yè)大學(xué)（Happer Adams University）研究小組率先創(chuàng)建世界第一個無人大田農(nóng)場;同年，日本京都Spread公司創(chuàng)建第一個蔬菜無人農(nóng)場，挪威建立第一個無人漁場;隨后，澳大利亞、韓國也陸續(xù)開始建設(shè)無人農(nóng)場。

黨的十九屆五中全會站在“兩個一百年”奮斗目標(biāo)歷史交匯點的戰(zhàn)略高度提出，基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化要優(yōu)先發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村，全面推進鄉(xiāng)村振興，提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力，實施鄉(xiāng)村建設(shè)行動，并首次在黨的全會上提出要建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)。2019年，我國山東、福建、北京等地開始探索無人大田農(nóng)場、無人水稻農(nóng)場和無人豬場。2020年，我國第一個無人漁場在廣州南沙建成。無人農(nóng)場開啟了未來農(nóng)業(yè)的新篇章。

“三全”無人化是無人農(nóng)場的最根本特征

無人農(nóng)場就是在勞動力不進入農(nóng)場的情況下，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術(shù)，通過對設(shè)施、裝備、機械等遠程控制、全程自動控制或機器人自主控制，完成所有農(nóng)場生產(chǎn)作業(yè)的一種全新生產(chǎn)模式。全天候、全過程、全空間的無人化作業(yè)是無人農(nóng)場的基本特征，裝備代替勞動力的所有工作是無人農(nóng)場的根本屬性。

全天候無人化就是從種植或養(yǎng)殖的開始到結(jié)束，全天24小時人不進入生產(chǎn)場地，所有業(yè)務(wù)工作都由機器完成。因此，需要對農(nóng)業(yè)動植物的生長環(huán)境和生長狀態(tài)，以及所有農(nóng)場裝備自身的工作狀態(tài)進行實時、在線監(jiān)測，需要農(nóng)場數(shù)據(jù)的安全、高效傳遞，云平臺在此基礎(chǔ)上下達指令開展農(nóng)場生產(chǎn)與管理工作。全過程無人化，就是農(nóng)場從生產(chǎn)、運輸?shù)疆a(chǎn)后等過程的所有環(huán)節(jié)都不需要勞動力參與，由機器自主自動完成，特別是在業(yè)務(wù)對接環(huán)節(jié)，需要設(shè)施與裝備之間互聯(lián)，完成自主對接。全空間的無人化，就是農(nóng)場的物理空間中不需要勞動力介入，無人運輸車、無人作業(yè)船、無人機即可完成物理空間的移動作業(yè)，并實現(xiàn)固定裝備與移動裝備的無縫對接。

無人農(nóng)場：從遠程測控走向自主作業(yè)

無人農(nóng)場按照技術(shù)的先進程度或?qū)崿F(xiàn)的先后順序，大致可以分為三個階段。

無人農(nóng)場的萌芽階段——遠程控制。該階段各類機械、裝備實現(xiàn)了高度的自動化，通過智能控制系統(tǒng)進行線上的作業(yè)管理，實現(xiàn)農(nóng)場的無人化作業(yè)，完成了從人力現(xiàn)場控制農(nóng)場到遠程控制農(nóng)場的演進，是機器換人的初級階段。遠程控制的無人農(nóng)場使得人工不再進入農(nóng)場就可以遠程線上操作，并參與決策，因此也稱徒手農(nóng)場（hand-free farm），或有人值守的無人農(nóng)場。

無人農(nóng)場的中級階段——無人值守。無人值守農(nóng)場比遠程控制農(nóng)場更先進，是無人農(nóng)場的中級階段。該階段農(nóng)場裝備達到了高度的智能化，人工不再需要時時刻刻對農(nóng)場進行遠程操作，農(nóng)場裝備可以自主作業(yè)，人在這個階段的作用是參與計劃和進行作業(yè)決策，因此也稱為無人值守（unattended operation farm）的無人農(nóng)場。

無人農(nóng)場的最高形態(tài)——自主作業(yè)。該階段是無人農(nóng)場的終極階段，人工不再參與農(nóng)場的任何環(huán)節(jié)，農(nóng)場環(huán)境、動植物、設(shè)施和裝備之間可以自主協(xié)同與交互，農(nóng)場的所有生產(chǎn)與管理任務(wù)，都由云管控平臺自主計劃和自主決策，裝備與機器人自主完成所有農(nóng)場業(yè)務(wù)，是完全無人的自主作業(yè)農(nóng)場（unmanned farm）。

四大共性關(guān)鍵技術(shù)助力無人農(nóng)場未來可期

無人農(nóng)場作為一個新興事物，是集新一代信息技術(shù)、裝備技術(shù)和種養(yǎng)工藝技術(shù)于一身的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。無人農(nóng)場通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、農(nóng)場環(huán)境信息、動植物信息、裝備狀態(tài)信息等各要素的在線化、數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)對農(nóng)場動植物生產(chǎn)過程的智能化決策、無人化作業(yè)和精準(zhǔn)化管理，其中，四大共性關(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。