計算機模擬技術及其在農(nóng)業(yè)工程中的應用研究

當前，模擬仿真技術是應用價值突顯的一個計算機技術種類，仿真模擬技術可以在研究實驗階段觀察各項參數(shù)的反應，對于農(nóng)業(yè)科研和大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐有著很好的應用前景?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，不僅體現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品增收增效上，也體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和作業(yè)技術的升級上，計算機模擬仿真技術是繼農(nóng)業(yè)機械化之后，走智能化道路的物質(zhì)基礎。加強計算機模擬仿真技術在農(nóng)業(yè)科研試驗和生產(chǎn)勞作中的應用，能夠有效預測現(xiàn)實農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種問題，便于從業(yè)人員及時做好準備，調(diào)整勞動計劃，防止病蟲和災害對農(nóng)業(yè)造成巨大損失。具體到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中，究竟怎樣的計算機技術可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用，如何運用模擬仿真技術實現(xiàn)農(nóng)業(yè)科研和生產(chǎn)的高效，是農(nóng)業(yè)從業(yè)人員需要了解的專業(yè)知識。

《計算機模擬技術及其在農(nóng)業(yè)工程中的應用》（陳樹人等編著，江蘇大學出版社，2011 年9 月版）一書正是系統(tǒng)介紹計算機模擬仿真技術相關概念與實踐方式，及其在具體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中如何發(fā)揮輔助作用的專業(yè)著作。該書對計算機仿真技術發(fā)展現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)上的應用作了系統(tǒng)闡釋，尤其對MATLAB 仿真、ADAMS 多剛體運動動力分析虛擬樣機技術作了重點分析，結合全國各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對其應用的經(jīng)典案例，在案例分解中將技術的原理和運用場景分析得十分透徹，對于從事農(nóng)業(yè)科研和農(nóng)業(yè)工程規(guī)劃操作的人員具有切實的參考應用價值?？傮w來看，該書主要呈現(xiàn)出如下幾點內(nèi)容特色。

一、原理概念闡述簡單清晰，保證準確的前提下實現(xiàn)通俗化

從傳統(tǒng)視角來看，計算機技術與農(nóng)業(yè)，似乎是不相關的兩個領域，高校在專業(yè)設置上一般也將兩者分立于不同的專業(yè)領域中。但在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設框架下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科研走信息化、智能化道路，就繞不開對計算機技術的研究運用。將看似不相關的兩個專業(yè)進行聯(lián)合闡述，既考驗作者的專業(yè)知識功底，也考驗其編寫能力。本書作為一本既可作高校農(nóng)業(yè)專業(yè)教材，也可充當農(nóng)業(yè)工程策劃的參考書，充分考慮了讀者的專業(yè)知識積累問題。在將“農(nóng)業(yè)”與“計算機技術”進行融合的過程中做到了較為圓潤而恰切的處理。從內(nèi)容上看，本書選取當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科研試驗中經(jīng)常被運用的計算機技術進行闡釋，對于與農(nóng)業(yè)科研生產(chǎn)不相關的技術，本書則停留在概念闡釋的階段，使讀者能夠根據(jù)實際需要合理進行取舍。從語言上看，本書并未像一般專業(yè)著作堆砌專業(yè)詞匯，而是運用了盡可能通俗化的語言來闡釋各種原理概念和操作方法，使非計算機專業(yè)的讀者也能夠迅速消化書中內(nèi)容，轉化為實踐操作技能，進一步突顯了人性化、實用性的編寫原則。

二、基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐來解析技術理論，實用性強

本書主要分章節(jié)介紹了MATLAB 仿真、有限元、Fluent 模擬技術等計算機技術，在此過程中，本書并不是純粹以計算機理論的堆砌來完成專業(yè)理念的闡釋。而是展示了具體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中計算機技術的詳細運用方式，這使得非計算機專業(yè)讀者也能夠輕松明白書中內(nèi)容，使理論解析更具畫面感。以MATLAB 及其在采摘機械臂運動仿真中的應用為例。對于大型蔬果園來說，農(nóng)產(chǎn)品的采摘是一項工程量巨大且繁瑣的工作，農(nóng)產(chǎn)品采摘既要精準采摘那些已經(jīng)成熟的果實，也要注意保護植株，以免造成植株折損等情況。本書通過對基于MATLAB 的MOTOMAN SV3X 逆運動學仿真的研究，以番茄采摘為例，分析了農(nóng)產(chǎn)品機械手避障路徑規(guī)劃算法設計實現(xiàn)的可能性，此機械手臂的設計充分考慮了實際采摘過程的作業(yè)環(huán)境以及需要注意的事項，實現(xiàn)了采摘環(huán)境的高度還原，能夠有效確保產(chǎn)品設計出來之后的實踐應用價值。

三、案例多樣化，考慮了不同農(nóng)業(yè)工程的實踐需要

對于計算機技術的研究應用，既要考慮到具體的設計產(chǎn)品是否具有市場推廣價值，即該技術是否能夠解決多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題，也要具有一定的“小眾”思維，即要求能夠看到那些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常被忽略的問題，并為其提供解決方案。本書所選取的技術實踐案例即充分體現(xiàn)了這種“小眾”思維，既包含蔬果采摘、網(wǎng)格劃分、糧食收割等一般農(nóng)業(yè)問題，也考慮了花粉傳播、土壤直角切削、大棚蔬菜溫控等相對特殊化的問題。在實踐應用規(guī)模上也盡可能全面考慮，既涉及北方平原大規(guī)模機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的使用場景，也照顧到南方個體農(nóng)戶、養(yǎng)殖戶對計算機技術的使用，對于不同類型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，都能在書中找到相應的技術支撐。