近年來，我國(guó)農(nóng)業(yè)已逐步從以人力、畜力為主的傳統(tǒng)生產(chǎn)種植模式，向著智能化、智慧化轉(zhuǎn)型，正大步邁入智慧農(nóng)業(yè)的新時(shí)代。智慧農(nóng)業(yè)可大幅度提升農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率和土地產(chǎn)出率，是當(dāng)今世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向，也是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。
集人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G等于一體，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展也促進(jìn)了無人農(nóng)機(jī)研發(fā)進(jìn)程。同時(shí)，政策補(bǔ)貼、市場(chǎng)需求等多方因素幫助打開了無人農(nóng)機(jī)的市場(chǎng)大門。目前，國(guó)內(nèi)不少農(nóng)業(yè)示范區(qū)都引入了無人駕駛技術(shù)，通過各種無人農(nóng)機(jī)參與“耕、種、管、收”各個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)無人駕駛應(yīng)用提速
據(jù)新戰(zhàn)略低速無人駕駛產(chǎn)業(yè)研究所了解，作為低速產(chǎn)品類型之一，目前國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)L4級(jí)無人駕駛的智慧農(nóng)機(jī)落地?cái)?shù)量不多，但應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大，從試點(diǎn)試驗(yàn)向常態(tài)運(yùn)行發(fā)展。2022年部分大型農(nóng)場(chǎng)已開始實(shí)現(xiàn)無人農(nóng)機(jī)集群作業(yè)。
國(guó)內(nèi)部分示范區(qū)無人農(nóng)機(jī)應(yīng)用情況
目前，無人駕駛技術(shù)已經(jīng)廣泛涵蓋拖拉機(jī)、播種機(jī)、插秧機(jī)、收割機(jī)、運(yùn)糧機(jī)、噴霧機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等多種農(nóng)業(yè)機(jī)械，助力全國(guó)多個(gè)地區(qū)提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。
從長(zhǎng)期的角度來看，智慧農(nóng)業(yè)是解決我國(guó)人口與土地矛盾的重要路徑，是一個(gè)系統(tǒng)性工程。雖然對(duì)比美國(guó)、日本等國(guó)家，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化發(fā)展較晚，但智慧農(nóng)業(yè)的諸多利好，不斷吸引著企業(yè)入局。
據(jù)新戰(zhàn)略低速無人駕駛產(chǎn)業(yè)研究所了解，目前國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)無人駕駛?cè)刖制髽I(yè)主要分為兩類，一類是傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)設(shè)備生產(chǎn)商轉(zhuǎn)型入局，如中國(guó)一拖、濰柴雷沃等。另一類是自動(dòng)駕駛公司為該領(lǐng)域提供無人駕駛車輛、解決方案，如超星智能、悟牛智能等。
國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)無人駕駛領(lǐng)域代表企業(yè)
目前，智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，但行業(yè)對(duì)農(nóng)機(jī)無人駕駛的關(guān)注度仍在增強(qiáng)，主要得益于我國(guó)在政策、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等方面的支持。
（一）政策：通過補(bǔ)貼促進(jìn)轉(zhuǎn)型
自2016年起，“智慧農(nóng)業(yè)”一詞曾多次出現(xiàn)在中央一號(hào)文件中，國(guó)家部委近年來也出臺(tái)了多個(gè)文件支持農(nóng)機(jī)智能化發(fā)展，包括無人化設(shè)備的應(yīng)用與推廣。
智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)支持政策（國(guó)家級(jí)）
同時(shí)，國(guó)家還大力支持通過購(gòu)置補(bǔ)貼加快農(nóng)機(jī)升級(jí)轉(zhuǎn)型。國(guó)務(wù)院《關(guān)于全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》中指出，提高農(nóng)機(jī)裝備自主研制能力，支持高端智能、丘陵山區(qū)農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)制造，加大購(gòu)置補(bǔ)貼力度，開展農(nóng)機(jī)作業(yè)補(bǔ)貼。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財(cái)政部在《2021-2023年農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼實(shí)施指導(dǎo)意見》中提到：在補(bǔ)貼資質(zhì)方面著力突出農(nóng)機(jī)科技自主創(chuàng)新，推廣使用智能終端和應(yīng)用智能作業(yè)模式，深化北斗系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。補(bǔ)貼對(duì)象包括從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的個(gè)人和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)組織，其補(bǔ)貼額測(cè)算比例可由30%調(diào)整為35%，而對(duì)區(qū)域內(nèi)保有量明顯過多、技術(shù)相對(duì)落后的輪式拖拉機(jī)等機(jī)具品目或檔次降低補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，確保到2023年將其補(bǔ)貼機(jī)具補(bǔ)貼額測(cè)算比例降低至15%及以下。
在國(guó)家部委的倡導(dǎo)下，全國(guó)多個(gè)農(nóng)業(yè)大省也率先制定了一系列補(bǔ)貼政策鼓勵(lì)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。如山東省對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的支持力度很大，公司無人農(nóng)機(jī)項(xiàng)目起點(diǎn)非常高該省部分地方政府甚至將部分補(bǔ)貼額算比例提高到了50%，以此促進(jìn)智能農(nóng)機(jī)發(fā)展水平、推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。
（二）產(chǎn)業(yè)：具備夯實(shí)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)
目前，市面上大部分無人農(nóng)機(jī)都是基于傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)裝備改造，或是早期智能農(nóng)機(jī)的再升級(jí)，成為智慧化程度更高的作業(yè)機(jī)械。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，具備著夯實(shí)的傳統(tǒng)機(jī)械農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，為傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供肥沃土壤。
行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2018年至2020年期間，我國(guó)農(nóng)機(jī)總動(dòng)力由10.03億千瓦增加至10.56億千瓦，大中型拖拉機(jī)及配套設(shè)備保有量逐漸增加，農(nóng)作物綜合機(jī)械化率顯著提高，目前主要糧食作物耕種收綜合機(jī)械化率均超過80%，農(nóng)業(yè)規(guī)模化、集中化趨勢(shì)明顯。
需要注意的是，由于我國(guó)目前正處于轉(zhuǎn)型初期，智能農(nóng)機(jī)產(chǎn)品并未實(shí)現(xiàn)大面積批量落地，農(nóng)民對(duì)智能農(nóng)機(jī)的態(tài)度仍保持質(zhì)疑，因此數(shù)字農(nóng)業(yè)滲透率較低，只有少部分農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)新舊更迭。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心統(tǒng)計(jì)，2020年數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)滲透率僅為8.2%。
但這一情況正在逐步好轉(zhuǎn)，農(nóng)民對(duì)智能農(nóng)機(jī)的信賴與依賴日益增加。據(jù)了解，伴隨近年來基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的高級(jí)輔助農(nóng)機(jī)駕駛裝備在全國(guó)多個(gè)示范農(nóng)場(chǎng)應(yīng)用，用戶體驗(yàn)、使用效果良好，不少大中型農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)將其作為一個(gè)必不可少的輔助種植工具。按此趨勢(shì)發(fā)展，我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)滲透率將大幅提高，中國(guó)工程院院士、國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心首席科學(xué)家趙春江曾表示，2025年中國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)12600億元。
（三）技術(shù)：產(chǎn)品發(fā)展逐步成熟
國(guó)內(nèi)無人農(nóng)機(jī)的發(fā)展可分為三個(gè)階段，分別是1.0階段、2.0階段以及3.0階段。
其中，1.0階段的無人農(nóng)機(jī)產(chǎn)品是基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的高級(jí)輔助駕駛配件，可以實(shí)現(xiàn)輔助農(nóng)機(jī)在農(nóng)田中直線作業(yè)，主要客戶面向大眾、農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)合作社、種糧大戶。2.0階段的產(chǎn)品是在傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)了最大限度的自動(dòng)駕駛改造，在農(nóng)田中作業(yè)過程全部無人化并可實(shí)現(xiàn)復(fù)合種植方案。3.0階段產(chǎn)品更多為去除駕駛艙的新能源無人拖拉機(jī)，并且實(shí)現(xiàn)了從座艙到田間作業(yè)，然后再返回座艙的全過程的無人作業(yè)。目前該類產(chǎn)品主要應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園、或應(yīng)用于對(duì)科技、環(huán)保、智能化要求程度高的項(xiàng)目上。
超星智能CEO安華明表示，目前行業(yè)1.0階段產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)批量銷售，特別在北方地區(qū)已成為剛需。2.0階段產(chǎn)品逐步在市場(chǎng)推廣，并得到農(nóng)業(yè)專家及農(nóng)業(yè)局的認(rèn)可，超星智能目前該階段產(chǎn)品主要面向?qū)ο鬄楹诵拇砩獭⑴c政府合作或進(jìn)行產(chǎn)品直銷。安華明認(rèn)為，2.0時(shí)代是一個(gè)新興的市場(chǎng)，但在三年之內(nèi)就可能會(huì)變成紅海。
而對(duì)于3.0階段產(chǎn)品，也是農(nóng)機(jī)無人駕駛發(fā)展的重要階段，安華明認(rèn)為可能需要3至5年的時(shí)間進(jìn)入起步期，或是進(jìn)入一個(gè)開始規(guī)模量產(chǎn)的階段。
總體而言，伴隨自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，供應(yīng)鏈體系的完善，國(guó)內(nèi)無人農(nóng)機(jī)的生產(chǎn)研發(fā)并不存在很大的技術(shù)難點(diǎn)，無人駕駛農(nóng)業(yè)應(yīng)用安全系數(shù)更高，產(chǎn)品能參與到實(shí)際的農(nóng)耕作業(yè)中，個(gè)別農(nóng)場(chǎng)還實(shí)現(xiàn)了無人化集群作業(yè)。
（四）效益：智能化的降本增效
據(jù)悉，如果全國(guó)18億畝地全部實(shí)現(xiàn)智能化或少人化，每年作業(yè)包括增加的效益、節(jié)約下的成本與增收、減少肥料和用水等方面，可增值1000億人民幣。
對(duì)于傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)設(shè)備向智能化轉(zhuǎn)型后的降本增效問題，行業(yè)認(rèn)為，成本是一個(gè)相對(duì)的概念，不能僅從智能設(shè)備的價(jià)格去定義。首先，智能農(nóng)機(jī)作為生產(chǎn)工具，降本增效的核心在于幫助用戶節(jié)約多少生產(chǎn)成本。據(jù)悉，目前引入一套農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，無人農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)全天候24小時(shí)不間斷作業(yè)，可有效提高作業(yè)效率30%以上、節(jié)約人力成本約2萬元/年·套，提高土地利用率5%~10%。
其次是智能農(nóng)機(jī)的購(gòu)置價(jià)格普遍低于傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)。在政策補(bǔ)貼下，購(gòu)入一臺(tái)智能農(nóng)機(jī)的成本中30%~35%由政府買單，甚至一些特殊地區(qū)，如山東省某地的補(bǔ)貼占比達(dá)到了50%。同時(shí)，傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的購(gòu)入補(bǔ)貼占比在逐步下降至15%~10%。無人農(nóng)機(jī)產(chǎn)品用戶在享受低成本的購(gòu)入價(jià)格的同時(shí)，還享受降本增效的工作效益，因此促使更多用戶接受無人農(nóng)機(jī)產(chǎn)品。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)顯示，2017年我國(guó)農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)銷量?jī)H為0.2萬套，2020年已增加到1.7萬套。行業(yè)預(yù)測(cè)，中國(guó)農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)，預(yù)測(cè)到2025年農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)銷量將達(dá)到11.5萬套。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2026年，包括割草機(jī)、植保機(jī)、無人農(nóng)機(jī)在內(nèi)，全球農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)的規(guī)模預(yù)計(jì)將翻兩番。同時(shí)，亞太市場(chǎng)被認(rèn)為是全球市場(chǎng)中農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)率最高的地區(qū)，到 2026年，亞太農(nóng)業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將以19.7%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，收入將達(dá)到37.983億美元。
中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，在政策、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、效益多重有利因素影響下，無人農(nóng)機(jī)大有可為。但在行業(yè)發(fā)展初期，也不可避免存在一些困難。如普通老百姓對(duì)純電動(dòng)智能農(nóng)機(jī)的接受度不高，還需要更長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)這種新的作業(yè)模式。
又如國(guó)內(nèi)電控自動(dòng)化底盤改造價(jià)格十分昂貴，一般用戶無法接受，因此需要采用非動(dòng)力換擋或CVT變速箱進(jìn)行自動(dòng)駕駛改造，此時(shí)便會(huì)出現(xiàn)對(duì)油門、剎車、離合等手動(dòng)擋操作控制問題如何解決的難題等等。
同時(shí)，還有入局企業(yè)對(duì)農(nóng)藝的理解。無人農(nóng)機(jī)的最大難點(diǎn)在于設(shè)備與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的融合，農(nóng)田作業(yè)場(chǎng)景并不具備交通標(biāo)注指引無人農(nóng)機(jī)進(jìn)行工作，因此需要將無人農(nóng)機(jī)與操作后臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)，并通過復(fù)雜的指導(dǎo)規(guī)范或作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行指導(dǎo)作業(yè)。而指導(dǎo)規(guī)范需要根據(jù)農(nóng)業(yè)種植種類、方案的不同進(jìn)行定制。指導(dǎo)方案的定制需要和農(nóng)業(yè)專家、具備豐富經(jīng)驗(yàn)的種植大戶進(jìn)行深入溝通，深入理解他們的種植方案。
安華明表示，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)不是單純地用無人設(shè)備替代有人設(shè)備作業(yè)，而是考慮如何通過自動(dòng)駕駛系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智慧、高效管理，無人農(nóng)機(jī)的應(yīng)用只是其中一環(huán)，這也是無人農(nóng)機(jī)未來實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用的關(guān)鍵。
基于對(duì)行業(yè)的深刻認(rèn)知，安明華認(rèn)為，自動(dòng)駕駛企業(yè)做好“無人農(nóng)機(jī)”這門生意，需要錘煉三大核心技術(shù)。一是與農(nóng)藝深度結(jié)合的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，通過區(qū)域過往種植數(shù)據(jù)、區(qū)域地圖、區(qū)域氣象等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，配合區(qū)域主要作物品種、區(qū)域過往種植方式、施肥情況等農(nóng)藝，打造無人農(nóng)機(jī)作業(yè)指導(dǎo)方案，車輛在進(jìn)行無人駕駛作業(yè)的時(shí)候，也會(huì)同步采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)完善方案。
二是“大小腦”結(jié)合的精準(zhǔn)作業(yè)控制系統(tǒng)，農(nóng)機(jī)大腦負(fù)責(zé)作業(yè)任務(wù)數(shù)據(jù)接收、計(jì)算形成地塊作業(yè)路徑規(guī)劃，作業(yè)過程實(shí)時(shí)分析、調(diào)整、決策等，農(nóng)機(jī)小腦控制農(nóng)機(jī)，精準(zhǔn)播種、定量施肥，可與主流智能農(nóng)機(jī)、農(nóng)具對(duì)接，根據(jù)作業(yè)情況實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)節(jié)農(nóng)具狀態(tài)等。
三是全新動(dòng)力底盤結(jié)構(gòu)。實(shí)車匹配動(dòng)力鋰離子電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)化。同時(shí)采用混合動(dòng)力技術(shù)設(shè)計(jì)，支持柴油增程器或氫能源電堆，使農(nóng)機(jī)繼續(xù)不間斷作業(yè)成為可能。
在這三大核心技術(shù)的支持下，行業(yè)可進(jìn)一步解決傳統(tǒng)輔助或自動(dòng)駕駛存在的痛點(diǎn)，包括決策規(guī)劃、農(nóng)機(jī)控制、農(nóng)具控制、數(shù)據(jù)分析等方面，特別是數(shù)據(jù)分析功能，指導(dǎo)后續(xù)種植，輔助政府精準(zhǔn)管理。
在目前看來，農(nóng)業(yè)仍是一門“藝術(shù)”。從將種子埋入土中起，便有成千上萬種因素影響著種子的生長(zhǎng)，而對(duì)這些干擾因素所采取的措施，在很大程度上更依賴于農(nóng)民的直覺、經(jīng)驗(yàn)以及判斷。若想使得無人農(nóng)機(jī)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，就要讓人們對(duì)智能解決方案產(chǎn)生信任，讓人們接受將生產(chǎn)交給算法這個(gè)決策所帶來的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)階段，無人農(nóng)機(jī)主要是在中大型農(nóng)場(chǎng)、示范區(qū)使用。伴隨農(nóng)村勞動(dòng)力城鎮(zhèn)化，合作社、合作農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式還會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模，呈現(xiàn)社會(huì)化服務(wù)趨勢(shì)，從而帶動(dòng)無人農(nóng)機(jī)規(guī)模商用。
因此，作為無人駕駛賽道的玩家，除了不斷提升算法技術(shù)的軟硬實(shí)力，確保自動(dòng)駕駛系統(tǒng)作業(yè)的穩(wěn)定、安全和高效。還要注重用戶的信任培養(yǎng)、場(chǎng)景的數(shù)據(jù)采集，包括正向研發(fā)適應(yīng)南北方耕地空間分布特點(diǎn)、種植方式的無人農(nóng)機(jī)，不斷完善不同農(nóng)業(yè)場(chǎng)景的作業(yè)機(jī)制，擴(kuò)大產(chǎn)品落地范圍，推動(dòng)行業(yè)從產(chǎn)品演示向商用落地大步邁進(jìn)。
目前，無人駕駛技術(shù)已經(jīng)廣泛涵蓋拖拉機(jī)、播種機(jī)、插秧機(jī)、收割機(jī)、運(yùn)糧機(jī)、噴霧機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等多種農(nóng)業(yè)機(jī)械，助力全國(guó)多個(gè)地區(qū)提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。
無人農(nóng)機(jī)是門“好生意”嗎？
從長(zhǎng)期的角度來看，智慧農(nóng)業(yè)是解決我國(guó)人口與土地矛盾的重要路徑，是一個(gè)系統(tǒng)性工程。雖然對(duì)比美國(guó)、日本等國(guó)家，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化發(fā)展較晚，但智慧農(nóng)業(yè)的諸多利好，不斷吸引著企業(yè)入局。
目前，智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，但行業(yè)對(duì)農(nóng)機(jī)無人駕駛的關(guān)注度仍在增強(qiáng)，主要得益于我國(guó)在政策、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等方面的支持。
（一）政策：通過補(bǔ)貼促進(jìn)轉(zhuǎn)型
如何啃下規(guī)模商用“硬骨頭”
結(jié)語(yǔ)
