自动施药机器人及可变量控制系统研究(16)

自动 机器人

图１－４可变量施肥设备

Ｆｉｇｕｒｅ

ｌ－４ⅦＴｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

１．４课题研究意义及内容

由于人口增长导致食品需求的增长，这就迫使农林生产耗费更多的资源并可能造成更多的环境危害。

早在上世纪９０年代，美国的农业人口就低于２％。即使加上季节性的劳动力，从业人员也不足１０％。而中国是人口大国，农民占大多数，土地束缚了大量劳动力。农业机械化水平低，自动化水平则更低，农民的劳动强度大，效率低。农业

投入少，浪费相当严重。

中国的农林生产方式相对落后。在追求优质、高产的同时，如何优化农林投入，并减少环境危害则是个很现实的问题。解决这一问题的措施就是采用精确农业与精确林业。其实农民知道要根据农田里的具体情况（如土壤质地、湿度、养分状况和害虫分布等）来调整对土壤和作物的管理。但他们目前只是在较小的范围做到这点。真正意义上的精确农业则是要利用新的技术，如全球定位系统、地理信息系统、遥感、产量监测器、导航系统等实现农业投入的可变量施用（Ｖａｒｉａｂｌｅ

Ｒａｔｅ

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）。在中国，正是需要这种意义上的精确农业，而它尚处于研究

初期。

本课题在国家留学基金、国家自然科学基金（３００７０６２５、３０２７１０７８）和美国农业部项目的支持下，综合国外最新精确农业研究成果，将创新性地研究基于直接施药方法的杂草控制机器人。该机器人技术研究成熟后，农田中的杂草可以主

要由机器人来完成。优点其一，高效、自动，减少人们的烦琐劳动；优点其二，有选择地、精确地施用除草剂，避免伤及作物：优点其三，与传统的喷雾施药方法相比，大幅减少除草剂的用量，保护环境。

本课题还将研究基于模糊控制原理的可变量控制系统，可变量技术是精确农业和精确林业中的关键技术之一，从前面的综述可知，国外对可变量技术已作了不少研究并取得了很多成果。但总的来说，研究尚处于发展阶段，许多课题还在

探索。至于国内，这方面的研究开始较晚，整体水平较低，也没有到实用阶段。