流水线播种,机器人管理,智慧化运行

“智能育苗”到底有多智能?

2024年10月11日

YMG全媒体记者 苗春雷 摄影报道

未来的育苗作业是怎样的场景?

在洁净明亮的育苗车间里,播种机进行工厂化流水线作业,巡检机器人自动浇水、施肥、喷药,大数据平台根据苗株数据提供“专家级”建议……这一幕,在市农科院的智能育苗温室变成了现实。

这个“智能屋”分为操作区和无人种植区,其核心为一套人工智能蔬菜育苗生产一体化平台。

步入种盘制作区,基质搅拌、上盘、装土、压穴、播种、覆土、喷淋,播种环节一气呵成,用时不到20秒……曾经费时费力的播种,是怎样变得如此轻松的呢?

原来,这里安装了一台自动制盘播种机。它采用了高速点动、快速停止的穴盘推进方式,落种的瞬间穴盘静止不动,保证了落种的准确性,一穴一粒。

中国农科院乡村产业振兴研究中心总工程师朱彤介绍说,通过变频调速系统和光电感应检测系统,将“感应”变换为电信号,自适应播种的吸力、速度,自动压穴播种,播种深度均匀一致,对种子无损伤,无盘不装土、不播种,实现了从基质搅拌、填装、刮平、压穴、播种、覆土、浇水等代替手工操作的全自动智能化操作。

除了播种环节外,大规模育苗作业的苗盘场内物流也是人工耗费较大的环节之一。传统的生产模式中,工作人员需要先把穴盘放在多层的小推车上,再推到育苗大棚里进行摆放。现在,只要将穴盘整齐摆放在特殊设计的苗床上,通过机器人整体放置到育苗大棚的指定位置上,不仅无需人工进行周转,摆放也更为精准。

种苗放置到育苗大棚后,水肥植保机器人开始作业。在其行进过程中,机器人突然喷出一排均匀的水柱,这是咋回事?原来,巡检机器人身上安装了主水箱、肥药箱、计量泵和混液器。在行进巡检过程中,机器人可以自动识别和判断作物的生长状态和环境因素,根据水肥需求自动调取调配水、肥、药等,自主调节行进速度和控制流量,使作物得到最佳的水肥植保。

朱彤介绍说,这种模式极大地减少了棚内管路等的铺设,可以做到每个托盘作物的浇水、施肥、用药等剂量精确控制,单个托盘内一体化均匀浇灌,便于育苗育种对比试验分析,以及小批量多样化生产。

记者注意到,无人种植区内并未进行地面硬化,反而铺设了多条钢制轨道。育苗、种菜,为啥还铺设轨道?

“不装轨道的话,机器人跑得很慢,而且随着时间推移,车辙会越压越深,影响以后的工作。加装轨道后,机器人行进速度可以达到2米/秒,作业效率大大提升。”朱彤说。

而轨道的换轨也是技术活。当场内物流机器人完成苗床放置的作业后,自动行进到换道区域。经过处理器的精准定位和高效调度后,轨道开始自动对接,由“中转车”将场内物流机器人“接驳”至预定轨道前,待轨道再次转化后,就完成了自动换道。

“这是机器人行走路径变换装置,使用了多种定位方式相结合的技术方案,提高了稳定性。可以实现多通道并存、多方向选择。一套机器人主体就可完成多个方向场合的工作,极大地提高了设备工作覆盖率。”朱彤说。

在这些看得见的“黑科技”背后,还有看不见的智慧系统。

各类传感器、深度相机等智慧感知系统,实时记录作物生长状态参数变化及视频图像,建立模型后,可纵向分析同一植株的生长习性、生长状态变化,横向对比不同植株间的数据差异。

此外,系统还可依据实时采集的各项参数自行运算分析,给出合理化建议,交由工作人员自行设定调整,或根据大数据平台系统计算出的最优参数自主调节。

“操作人员不需要熟练掌握植物育苗技术经验,不需要请专业的育苗技术人员进行操作,依然可以像专家一样培育出优质的种苗。”朱彤说。

当机器人传感器采集的实时数据与理想环境差异过大时,会自动启停对应的设备,执行如卷帘遮阳、风机湿帘加湿降温、水肥灌溉等,始终保持室内环境、基质环境、苗域环境中温、光、水、肥、气等各项数据与大数据系统最优值一致,实现自动调节,稳定育苗环境。

通过一系列智慧系统的应用,人工智能蔬菜育苗生产一体化平台较传统的育苗生产,既节省了种植空间,也大大降低了人工成本。

“每年育苗的高峰时期只有三四个月,过了这段时间后,传统的育苗大棚就要根据市场的需求减员减产。而我们的苗床除了提供批量化育苗服务外,还可以进行有机蔬菜生产,提高农户收益。”朱彤说。

据测算,人工智能蔬菜育苗生产一体化平台可节省约80%的人工,一方面降低育苗生产成本,也可实现标准化、稳定化生产。

“以前,育苗产业属于劳动密集型产业。但随着老龄化问题的凸显,未来中国育苗产业又该如何发展?我们与中国农科院合作,共同开发了智慧育苗系统,就是想破解产业难题,引领未来胶东育苗产业高质量发展。”市农科院智慧农业研究所所长张焕春说。