突破智能运送技术瓶颈__智...工智能学院)副院长李震教授_陈岚_.pdf
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1、青年科学家访谈对话时代青年 勇做创新先锋26专 题突破智能运送技术瓶颈 智慧管控助农节本增效专访华南农业大学电子工程学院(人工智能学院)副院长李震教授文/陈岚 陈心怡投身智慧农业十余载 研发智能农机解难题广东科技:李震教授您好!首先,请您介绍个人及所在机构的基本情况。李震:我主要从事山地果园管理机械和装备以及果园信息化技术研究。2009年获华南农业大学/美国俄克拉荷马州立大学(Oklahoma State University,OSU)联合培养博士学位,2010年在俄克拉荷马州立大学做博士后研究,并于同年加入华南农业大学任教至今。现任华南农业大学电子工程学院(人工智能学院)副院长,国家现代农业
2、(柑橘)产业技术体系副首席、机械化研究室主任和果园管理机械化岗位专家,全国农机化科技创新专家组专家。曾获教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)技术发明奖一等奖,农业农村部神农中华农业科技奖二等奖、三等奖,广东省科技进步奖二等奖,广东省农业技术推广奖一等奖、二等奖,中国农业机械学会青年科技奖等多项奖励。华南农业大学电子工程学院于2014年12月由原工程学院、理学院的部分学科调整组建,人工智能学院成立于2019年11月,并与电子工程学院合署。华南农业大学电子工程学院(人工智能学院)(以下简称“学院”)设有电子信息工程、光电信息科学与工程、电子信息科学与技术、电子科学与技术、人工智能、通信工程
3、6个本科专业,其中电子信息工程为国家级一流本科专业、广东省一流本科专业和广东省名牌专业;设有精准农业航空、智能农业机械装备、农业“互联网+物联网”一体化技术、农业人工智能、光电信息处理与应用等五大学科方向,我是智能农业机械装备方向的学科带头人。学院建有国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心和精准农业航空学科建设引智基地(“111计划”基地)2个国家级教学科研平台,有农业农村部华南热带智慧广东的岭南特色水果大多种植在丘陵山地,果园坡度跨距大、行株距狭窄,受复杂的地形地貌影响,缺少适用的农机装备。果园物资运送主要依靠人工作业,而伴随着城镇化和老龄化的进程,山区的老人、妇女承担了从种植到收果的大部
4、分工作。华南农业大学电子工程学院(人工智能学院)的李震教授,也是一名农村科技特派员,他投身山地果园管理机械和装备以及果园信息化技术研究多年,有力地推动了新型山地农机装备行业的进步。导读27农业技术重点实验室、广东省国际农业航空施药技术联合实验室、广东省智慧农业工程技术研究中心、广东省农情信息监测工程技术研究中心等10个省(市)级平台。近年来,学院承担省部级以上重点重大项目6项、国家级项目7项、省部级项目15项、厅局级项目10项以及横向项目11项,合同经费合计约1.6亿元;荣获高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)技术发明奖一等奖、广东省科技进步奖、大北农科技奖等多项省部级科技成果奖励。广东科技
5、:您一直投身于智慧农业的研究,近年来主要取得了哪些科研成果,遇到过哪些困难?李震:我的研究主要有山地果园高效智能运送、山地果园多维精准植保以及山地果园全方位智慧管控等3个方向,代表性研究方向为山地果园高效智能运送。水果业是促进我国农业增效、农民增收、农村发展的重要产业。广东盛产的岭南特色水果大多种植在丘陵山地,果园坡度跨距大、行株距狭窄,不具备大、中型机械作业的农艺条件,缺少适李震团队在广东省梅州市平远县筹建的山地果园电动单轨运输系统广东的丘陵山地柑橘园青年科学家访谈对话时代青年 勇做创新先锋28专 题用的农机装备,果园物品运送主要依靠人工作业,生产条件差、劳动强度大、生产效率低、安全隐患大,
6、成为制约我省果园现代化发展进程的瓶颈。加强山地果园轨道运送技术与装备研发,有助于提升岭南特色水果生产的机械化和信息化水平,加快解决山地果园生产中存在的问题,对推动粤东西北地区山地农业的可持续发展和乡村振兴战略实施具有重要意义。2012年以来,我在导师洪添胜教授的指引和帮助下,在国家公益性行业(农业)科研专项经费项目、国家现代农业(柑橘)产业技术体系建设专项资金和广东省科技计划项目等支持下,以山地果园单轨运送为核心,在机械结构、电动控制、运送模式等领域开展系列关键技术攻关,研制了适合山地果园作业的系列自走式电动单轨运送装备。其中,在研的7ZDGS-400型运输机行驶速度超过1m/s,载重超400
7、kg,满载爬坡能力为40,在轨定位误差2.3mm,综合技术指标在农业单轨运送装备领域处于领先水平。以山地果园机械化和智能化运送装备为基础,我又提出了山地果园“路+轨”运送作业的模式,目前已在我国南方地区的多个山地果园落地。上述成果具有高效稳定、精准安全、协同智能的特点。一是高效李震教授部分获奖证书(f)7ZDGS-400型样机(c)7ZDGS-250型(I改)(b)7ZDGS-250型(e)7ZDGS-300型(a)原型机(d)7ZDGS-250型(II改)李震团队研发及推广应用的各型山地果园电动单轨运送装备29稳定。融合电力驱动创新了单轨运送装备机械结构设计,研究解决了装备整机结构、自动变挡
8、机构、双链路传动、轮轨减振优化等关键技术问题,突破了山地果园大坡度运送和高运载量的技术瓶颈。二是精准安全。融合信息技术创新了单轨运送装备电动控制系统,研究解决了联动控制模式、安全制动与避障、在轨精准定位、状态智能感知等关键技术问题,实现了单轨运送装备的多模态精准控制和安全可靠作业。三是协同智能。融合果园应用需求创新单轨运送装备运送作业模式,研究解决了作业智能规划、协同搭载作业、多机智能管控等关键技术问题,形成全新的山地果园电动单轨运送作业模式,提升了轨道运送技术与装备的适用性和智能化水平。山地果园电动单轨运送装备研究工作已获授权发明专利10件,授权实用新型专利和软件著作权等知识产权8件,发表论
9、文15篇,出版专著1部,参与制定并已发布企业标准1项,获广东省农业技术推广奖二等奖和广东省测量控制与仪器仪表科学技术奖一等奖。广东省测量控制技术与装备应用促进会等机构组织专家对该项科技成果的评价结论为“总体技术研究达到国际先进水平,在山地果园自走式电动单轨运送自动变挡机构和电动控制系统方面达到国际领先水平”。在推广应用的过程中,我们也遇到了一些困难与挑战。例如,山地果园的连片种植规模较小,小而分散的农业生产是制约机械化发展的重要因素。水果连片种植的规模越大,山地果园机械化和智能化技术与装备的利用率越高,综合效益才越明显。而目前我国果园生产种植多数为分散承包经营,难以适应产业化生产的需要,亟待改
10、变传统的生产经营观念和种植模式,大力发展规模化、专业化生产,才能实现规模效益。其次,果园建设的规范程度较低。农机与农艺融合是加快我国农业机械化发展的必由之路。果园的标准化种植、规范化建设可以为现代农业装备的高效作业创造良好的条件,如果在建园时就能考虑到后续机械装备的应用与工程安装等因素,留足空间、(a)山地果园蓄电池驱动自走式挖穴机(b)便携式柑橘快速测产设备 李震教授在广东梅州山地柚园推广应用电动单轨运输系统李震团队部分科研成果青年科学家访谈对话时代青年 勇做创新先锋30专 题道路等,机械化装备的配置就相对容易和高效。此外,果农对农业机械化认识有待提升。有些果园管理粗放、模式单一,部分果农意
11、识不到机械使用带来的长远利益,影响了果园机械的推广。下来,要进一步通过现场演示会、技术培训会等多种形式加强新型农业机械的宣传,让农民了解新技术、新装备、新成果,提高农民对机械化的认识,进而促使其主动使用农业机械,提升农业机械化水平。高效运送突破技术瓶颈 广泛应用转为现实生产力广东科技:您参与的项目“山地果园索轨运送技术与装备”曾获教育部技术发明奖一等奖,并取得良好的推广成果,请您谈谈项目概况以及如何将科研成果转化为现实生产力。李震:“山地果园索轨运送技术与装备”项目从2007年开始,在国家公益性行业(农业)科研专项经费、“十二五”国家科技支撑计划、国家现代农业产业(柑橘)技术体系、国家自然科学
12、基金等项目的支持下,融合索链运送与轨道运送优势,以高效适用、轻简安全、智能稳定为目标,突破了一系列关键技术,研制出适合山地果园的索轨运送系列装备。运送装备既适用于山地果园运送肥料和果实等物品,也可搭载喷雾机和修剪机等进行作业,利用率高。该项技术成果已转让给企业生产,并在全国12个省、区、市推广应用运送装备及配套轻型喷雾机、修剪机和挖穴施肥机等2000多台(套),应用面积50余万亩,近3年新增经济效益4.86亿元,培训农技人员和果农1万人次。采用装备运送物品的工效是人工的1316倍,节省人工费用80%,大大减轻了果农劳动强度,节本增效,提高了资源利用率和果品质量,促进了水果产业的可持续发展。关于
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