重磅！华农罗锡文院士团队获国家科技进步奖二等奖
发布时间：2021-11-04 01:11:55 所属栏目：业界 来源：互联网
导读：南都讯 11月3日上午，2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。由中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文团队作为主要完成人员的项目基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用，获得了2020年度国家科技进步奖二等奖。据悉，这是本次广东省
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南都讯 11月3日上午，2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。由中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文团队作为主要完成人员的项目“基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用”，获得了2020年度国家科技进步奖二等奖。据悉，这是本次广东省内高校唯一一个主持获奖项目。
从小在农村长大，深知农民耕种之不易，如今已76岁的罗锡文依旧奋斗在农业生产一线，为了“将农民从繁重的体力劳动中解放出来”，也为了“要在农业机械导航领域有我们自己的话语权”。在接受南都记者专访时，罗锡文回忆了自己与农机结缘的点滴过往，也分享了农机自动导航技术从完全引进到实现国产、再到国际先进甚至领先水平的艰苦过程。
艰苦奋斗，无怨无悔。罗锡文团队的项目，引领了我国农机导航技术的创新发展，为我国智慧农业提供了重要支撑。
中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文
来由
“将农民从繁重的体力劳动中解放出来”
“和农机结缘，很巧的。”回忆与农机牵绊的这一生，这位年逾古稀的老人不忘人生的三位好老师——农村、工厂、学校。
现在社会上流行一句话，今天在农村种田的都是38、61、99“部队”，这三个“部队”指的是妇女、儿童和老人。正所谓“农村的儿子早当家”，罗锡文对这句话感触特别深，因为他在湖南的农村长大，农活中的“耕种管收”每个环节都干过，现在回想起来都觉得“真苦”。还记得小时候在农田插秧，罗锡文累了便站直伸伸腰，看到这一幕的母亲来了一句“小孩子有什么腰，赶快插秧”，只好继续埋头苦干。当时最期盼的就是母亲提着茶水走过来，因为这意味着可以休息了。
“小时候看到《三国演义》里诸葛亮发明的木牛流马能‘特行者数十里，群行三十里’，觉得很新鲜啊，要是干农活也能自动化就好了。”罗锡文笑着说道：“说立志嘛也说不上，当时干活累嘛，就是想着怎么解决农民的辛苦，将农民从繁重的体力劳作中解放出来。”
罗锡文院士向记者讲述自己扎根农机事业的过往
1970年7月，罗锡文毕业于华中工学院（现华中科技大学）无线电技术专业，分配时从广播站、无线电厂到微波站等，最终来到了贵州省铜仁县农机厂工作，一干就是9年。“我现在还会和我的学生讲，这9年的经历对我这一辈子影响非常大，对我整个人生成长非常大。”罗锡文表示，在这期间他和工人挑过100多斤的铁块，上三层楼高的冲天炉添料口边，抬温度高达1400多度的铁水，还抡过24磅的大铁锤打铁。
即便条件艰苦恶劣，罗锡文依然坚信“知识就是力量”，在工厂里利用一切机会做“小革新”，如研制了皮带运输机、轨道车等；1978年，他主持研制的锦江18型机动喷雾机荣获贵州省科学大会奖。
“1978年我们国家恢复研究生招生，我还不知道。”在“中国喷雾机之父”、镇江农业机械学院（现江苏大学）教授高良润的指引下，第二年罗锡文准备考研，最终考入华南农学院（现华南农业大学），师从我国著名的农机专家邵耀坚教授。
从农村到工厂再到学校，从农民到工人再到农机研究者，与农机结缘的罗锡文开始了为农机事业而奋斗的新阶段。
奋斗
“要在农业机械导航领域有我们自己的话语权”
今年春耕时节，在广州增城宁西基地，一辆无人旋耕机正从机库中开出来，灵敏、精准地经过三处分岔路口，到达农田。按照设定好的路线，无人旋耕机从农田中间逐渐向外套圈旋耕作业，切碎埋在地表以下的根茬，便于播种机作业，为后期播种提供良好种床。看到这一场面，与现场许多参观者一样，罗锡文也禁不住拍了几张照，脸上露出笑容。不到三个小时，50亩地已经作业完毕。
在华南农业大学水稻无人农场，无人旋耕机正在作业
随着技术的进步，拖拉机、插秧机的出现把农民从面朝黄土背朝天的农活中解放了出来，但罗锡文觉得远远不够，他举了一个例子：“以前我的学生抢着开拖拉机，新鲜啊，现在你让他们开都不愿意了，因为开久了特别累。”这也是他搞无人农场的初衷之一，希望能进一步提高作业质量，进一步将农民解放出来，缓解如今农村劳动力短缺的矛盾，推进现代农业建设。
一晃眼，罗锡文已经在这个项目中摸爬滚打二十年。2001年项目开始之初，虽然国内也有一些农机导航产品，但由于缺乏自主知识产权的农机导航技术与装备，国内农机导航系统全部依赖进口，而且价格昂贵。从2003年起，团队在国内率先开展了基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统研究。
“农机精准导航是智能农机装备的重要支撑。”罗锡文告诉记者，它可以提高作业质量、作物产量、土地利用率和农机利用率，减少肥料和农药用量、降低生产成本，缓解农村劳动力短缺问题。不过，国内农机自动导航作业面临着三大关键技术问题，分别是精准定位难、导航控制难、系统集成难。比如说，天气原因卫星信号遮挡，现场作业环境复杂、地形起伏多变，都会给农机自动导航作业带来麻烦。
华南农业大学水稻无人农场机库
“要在农业机械导航领域有我们自己的话语权。”从那时起，罗锡文团队致力于解决三大关键技术问题。针对农机姿态测量精度的问题，团队设计了外部加速度补偿的卡尔曼滤波算法，俯仰角和横滚角平均误差从2°降低至0.55°，航向角测量精度由5°提高到0.3°。针对复杂农田环境中卫星定位精度的问题，团队又提高了导航系统的断点续航能力，让信号丢失30s内导航系统定位精度仍可保持在3cm内。
此外，还开发了农机导航自动避障技术，障碍物绕行最小安全距离1m；针对多机协同作业做技术革新，自动收割机和运粮机在作业过程中，两台车相隔的距离不超过5cm，保证粮食非常准确地卸在运粮车上……
成果
多项核心技术达到国际领先水平，经济效益显著
经过不懈努力，团队突破了十项关键技术，取得了三大创新成果：突破了复杂农田环境下农机自动导航作业高精度定位和姿态检测技术；创新提出全区域覆盖作业路径规划方法、路径跟踪复合控制算法、自动避障和主从导航控制技术，提高了农机导航精度、作业质量和作业效率；创制了具有自主知识产权的农机自动导航作业线控装置和农机北斗自动导航产品。
与国外相比，团队的多项核心技术达到了国际先进甚至是领先水平。比如，“基于水田农机侧滑在线识别的路径跟踪控制方法”，该项目的水田路径跟踪控制精度为4.4cm，远比国外（比如日本）水田路径跟踪控制精度10cm要高，居国际领先水平。罗锡文表示，这打破了国外技术垄断，保障了我国农机导航装备的自主安全可控，引领了我国农机导航技术的创新发展，为我国智慧农业提供了重要支撑。
据悉，该项目如今已获授权发明专利17件，获软件著作权登记5项，制定团体标准1项，发表论文46篇（SCI/EI 33 篇）。
罗锡文院士介绍无人农场情况
在应用推广和经济社会效益方面，该项目也收益颇多。项目成果已形成系列产品，包括自动导航作业的旋耕机、播种机、插秧机、喷雾机和收获机；2017年至2019年装机2272台，新增产值8316.97万元，利税2927.83万元。目前已在新疆等10省市推广应用，2017年至2019年累计应用面积871.5万亩，节本增收10.79亿元，经济效益显著。
“对行精度2-3cm，提高了作业质量，也就提高了作物产量。”罗锡文向记者解释，因为自动导航的插秧机路线走得直，作物的行间通风透气采光好，作物长得好从而提高了产量2%-3%。另外，也提高土地利用率0.5%-1%，减少肥料和农药用量5%-10%。
值得一提的是，“过去农民是不可能24小时作业的”，但现在自动导航农机却可以24小时不间断作业，提高农机利用率。
南都专访
南都：请介绍一下无人农场这个新兴概念。
罗锡文：无人农场是智慧农业的一种生产方式，是实现智慧农业的一种途径。无人农场应有五个功能，分别是耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控、智能决策精准作业全无人；它依托生物技术、智能农机和信息技术三大技术支持，具有智能感知、自动导航、精准作业、智能管理四个功能。推广无人农场应有较好的基础条件，地块较大，机耕道和灌排设施较好，卫星信号和网络信号好。
南都：现阶段无人农场的效率和推广如何？
罗锡文：效率方面，比如耕作环节，过去一个人、一头牛、一天最多能耕作2亩地，现在一天大概50-60亩；插秧环节方面，过去一个人一天最多能插1亩地，现在一台乘坐式高速插秧机一天能插50~60亩。
推广方面，现在主要还是试验示范阶段，距离大面积推广还需要一段时间，这取决于生产商是否有这个迫切需求。比如农场老板有大面积的耕种地块，请不起人来耕作，那就请机器回来让工人开，请不到人开机器了就用无人机器，它必然是这样一个发展过程。
南都：现阶段无人农场是否可以完全远程操控全流程？
罗锡文：目前还不行。无人农场的三个阶段是，第一有人控制，第二初步减少人工介入，第三环境介入。
南都：现如今我们的农机技术还有哪些完善和改进的空间？未来的发展方向又是怎样？
罗锡文：农业机械化水平和农机装备制造水平有待提高。据调查，2019年我国农作物耕种收综合机械化水平为70.2%，世界上许多发达国家早已实现全面机械化。
此外，产品可靠性需要提升。20世纪80年代意大利一家公司的拖拉机平均故障间隔时间指标是350小时，我国某大型农机企业的拖拉机平均故障间隔时间指标在2017年才达到330小时；发达国家农机动力机械与作业机具之比为1:3-1:6，而我国平均只有1:1.6。这说明了我们的农机作业效率和综合利用率不高。
所以说，基础研究很重要，需要加大基础研究的力度。
【人物介绍】
罗锡文，华南农业大学农业工程学科带头人。中国工程院院士、农业机械化工程专家，现任华南农业大学教授、博导，南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室主任，兼任中国农业机械学会名誉理事长和中国农业工程学会名誉理事长。长期从事水稻生产机械化和农业机械与装备机电一体化技术研究。首创同步开沟起垄施肥水稻精量穴播技术体系,创新研制成功水稻精量穴播机和水田激光平地机；突破了农业机械导航与自动作业系统关键技术，在国内首次研制成功无人驾驶拖拉机、水稻种植机械和棉花播种机械。
获国家技术发明奖二等奖1项，国家科技进步奖二等奖1项，省部级科技奖励15项，主编专著教材6部，发表学术论文350余篇，SCI/EI收录100余篇，获授权发明专利70余项。指导的研究生1人获全国百篇优秀博士学位论文奖，1人获提名奖。被评为全国教育系统劳动模范、国家级教学名师，获改革开放40年中国农业工程杰出贡献奖。 （编辑：厦门网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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